Петров Б.Е. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах (1989) (1095875), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Для исключения возбуждения паразитных колебаний в цепи подачи питания в качестве элемента, блокирующего источник Е, от токов высокой частоты, применяют не блокировочные индуктивности, как в усилителе мощности, а блокировочные сопротивления Ра, (рис. 4.20). В этом случае постоянное напряжение на коллекторе транзистора У„,= Еп 1 во)х бв.
Напряжение смещения на управляющем электроде транзистора выбирается из условия получения мягкого режима возбуждения колебаний. С этой целью необходимо обеспечить вид зависимости 16,1(У„), как на ев+ рис.'4.11, а. Варианты выбора напряжения смещения показаны на рис. 4.21. Легко я1 видеть, что для получения мягкого режима У возбуждения колебаний следует устанавли- 43 вать напряжения смещения, соответствую- и щее участку максимальной крутизны пе- ях я реходной ВАХ транзистора (точка ! на рис. 4.21, а). ПО МЕРЕ НараетаНИя аМПЛИтудЫ КОЛЕ- рвс, 4.20. Схема автогебаний напряжения (7„, (и Увх) ограни- «вэвтвэв вв ввствввввму чивается размах тока 1'„(1) вследствие нелинейности динамической переходной характеристики 1'„ (и ) (рис.
4.21). В результате с ростом У„ модуль ~6,~ уменьшается, причем это уменьшение обусловлено, с одной стороны, уменьшением угла отсечки импульсов 1'„(М), а с другой — переходом в перенапряженный режим и появлением провала в импульсах тока. При работе транзистора в недонапряженном режиме 7„, = у, (6) 5(7т, (1.26) и ) 6,) =(7„,)и,,) К„, =у, (В) ЕК„, нли с учетом (4.23) и (4.24) 81 = Еух (6), (4.27) 16, 1 =16,) у, (8). (4.28) Если напряжение смещения установлено равным УЙ (вариант ! на рис.4.21, а, г), то в процессе нарастания амплитуды угол отсечки импульсов („ уменьшается от 180 до 90'. При этом в согласии с рис. 1.6 коэффициент 7, (6) уменьшается от 1 до 0,6.
Так же изменяется и 16в~ — штриховая линия на рис. 4.21, г. Дальнейшее уменьшение 16,~ (рис. 4.21, г) обусловлено переходом транзистора в перенапряженный режим. Таким образом, при выполнении условия (4.26) в автогенераторе с фиксированным смещением реализуется перенапряженный режим работы транзистора. Однако для высокостабильных автогене- !41 риторов перенапряженный режим недопустим, ибо он связан с существенным возрастанием гармоник в выходном токе транзистора, а следовательно, с резким уменьшением стабильности частоты.
Таким образом, в задающих автогенераторах применение фиксированного смещения нецелесообразно. Можно попытаться применить автоматическое смещение наряду с фиксированным. Лля мягкого возбуждения колебаний нужно, как гл л глл и„р ф н1 си ~бл1 Ю Я Я 0 не~ ф г~ Рис. 4.21. Выбор напряжения сменгения в тран- зисторном автогеиераторе: и прежде, установить фиксированное смещение на участке максимальной кРУтизны зависимости 1„(ит). Если выполнаетса соотношение )к3' ( ~не (4.29) (где 11в1 н 1„а — постоянный коллекторный ток в момент возбуждения колебаний и в стационарном режиме колебаний соответственно), то по мере роста амплитуды колебаний напряжение смещения уменьшается из-за наличия, например, сопротивления автосмещеиия в змиттере (истоке) транзистора. В результате амплитуда колебаний ограничивается только путем уменьшения угла отсечки без захода в перенапряженный режим.
В приложении Н показано, что неравенство (4.29). выполняется. Итак, в высокостабильных автогенераторах необходимо применять комбинированное смещение — фиксированное и автоматическое. На рис. 4.20 представлена схема включения транзистора по постоянному току. фиксированное смещение создается источником питания Е, и делителем напряжения )с,гса. Автоматическое смеще- 142 ние обеспечивается частично за счет протекания тока /, через параллельно соединенные сопротивления И, и Йм а частично за счет падения напряжения на сопротивлении Й, при протекании тока /аО Возможность прерывистой генерации. Чтобы резистор автосмещения Я,„не создавал отрицательную обратную связь по высокой частоте, он шунтируется конденсатором Сач, поэтому скорость нарастания постоянногонапряжения автосмещения (/„, на /с,„определяется постоянной времени заряда Сэ,. При большом значении Св, увеличение 1(/,„,~ отстаетотроста амплитуды колебаний (/„и (/т,.
В результате может получиться следующая ситуация: напряжение автосмещения будет продолжать увеличиваться по модулю, в то время как амплитуда колебаний уже достигнет стационарного значения. Продолжающееся увеличение 1(/„,1 смещает рабочую точку в сторону малых значений крутизны Гпереходной характеристики, при этом в соответствии с (4.27) уменьшается крутизна 5, и, как следует из (4.23), модуль ~б, ~. Вследствие этого мощность 1Р 1 =- = 0,5 (/'„10, 1, отдаваемая АЭ в колебательный контур, окажется 1 меньше потребляемой мощности Рэ = -(/.*,б„и колебания прекратятся.
При разряде емкости Са, уменьшающееся по модулю напряжение (/„, возвратит рабочую точку на участок крутизны 5, где выполняется условие самовозбуждения (4.25) и вновь произойдет возбуждение колебаний. Возбуждение и срыв колебаний могут образовать периодический процесс. 'Таким образом, можно отметить, что емкость конденсатора Сэ.„, шунтирующего /с,„, не должна быть слишком большой.
Для ее расчета можно рекомендовать соотношение 11): Сэ„Я,„(~ тр или 1/(ырСг,) ) й,мМ, где тр —— - 29~ыр — постоянная времени резонатора; Я вЂ” его добротность. Задающие автогенераторы на биполярных транзисторах. Наиболее распространенными задающими автогенераторами являются генераторы на биполярных транзисторах. Чаще всего применяют схему с емкостной обратной связью.
Рассмотрим особенности транзисторных автогенераторов на примере этой схемы. 1. Уже на относительно низких частотах (/: 0,5 /а) в биполярном транзисторе проявляется инерционность процессов, вызывающая фазовый сдвиг между коллекторным током /„(/) и управляющим напряжением на базе иа (/). При этом крутизна 5, становится величиной комплексной (Ч~, ~ 0) и согласно (4.!9) появляется мнимая составляющая В, выходной проводимости транзистора.
Появление В, обусловлено также существованием барьерной емкости С„ коллекториого перехода, которая фактически оказывается подключенной параллельно выходной цепи транзистора. Как было отмечено, наличие В, чь 0 снижает стабильность частоты колебаний. В 4 1.1О было показано, что фазовый сдвиг между /„(/) н и„(/) можно устранить, если в базовую или эмиттерную цепь транзистора $4Э включить корректирующую цепочку. Чтобы при этом ослаблялось и влияние Ск, целесообразно использовать не базовую, а эмиттерную коррекцию (как правило, применяют упрощенный вариант эмиттерной коррекции, см.
рис. 1.22, в). 2. Практика показывает, что стабильность частоты колебаний увеличивается при уменьшении средней температуры транзистора, которая в значительной степени определяется постоянной состав- ляющей коллекторного тока /„в. Для ягм см снижения средней температуры слев дует применять транзисторы малой 1 мощности (с допустимой мощностью, рассеиваемой на коллекторе, порядка Ю ! единиц или десятков милливатт). Схема автогенератора на биполяр- с, ном транзисторе.
На рис. 4.22 изоб, г ~- г ' ражена принципиальная электричес«м ~ кая схема транзисторного автогене! 1 ратора с емкостной обратной связью "гмд. ~бас 4. И дОПОЛНИтЕЛЬНОй ЕМКОСТЬЮ Са В индуктивной ветви (схема Клаппа). Рис. 4.22 Приининиааьнав Дополнительная емкость необходима, ваеитрическан схема траиаи. во-первых, для развязки по постоянсторного автогенератора р,„„„ ",.',б'."„,„к„ НОМ ТОКУ ЦЕПЕЙ ПИтаНИЯ И СМЕЩЕ кокебккма; Я вЂ” жесгкка режим . НИЯ.
ВО-ВТОРЫХ, Она ОбЕСПЕЧнааит ЕЩЕ одну степень свободы для получеиия оптимального режима транзистора. Резонатор в схеме рнс. 4.22 образован элементами Е, С„ Сгм С,. Цепочка И„',рС„„р — корректирующая, )с,„— сопротивление автосмещениа, Сб, и Сбив — блокиРовочные емкости, )сби†блокировочное сопротивление. Емкость Сгв обеспечивает оптимальное сопротивление нагрузки на выходных электродах транзистора и препятствует прохождению в нагрузку постоянного тока источника питания. Фиксированное смещение осуществляется путем подачи на базу транзистора части напряжения Е, через резистивный делитель й„йа. Чтобы спроектировать схему автогенератора, следует выбрать транзистор, определить параметры корректирующей цепочки, рассчитать режим транзистора, а также цепи питания и смещения. 9 4.9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
