Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы (3-е изд., 1977) (1151959), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Второй из упомянутых факторов — влияние инерции электронов — имеет существенное значение только в автогенераторах, работающих на очень высоких частотах, когда время пролета электроном.меисдузлектродных промежутков оказывается соизмеримым с периодом колебания. Получается значительный фазовый сдвиг между первой гармоникой тока и напряжением на входе электронного прибора. Этот сдвиг следует учитывать при построении цепи обратной связи.
зль МЯГКИЙ и ЖЕСТКИЙ РЕЖИМЫ САМОВОЗБУЖЛЕИИЯ Вернемся к рис. 9.6 и выясним поведение автогенератора при изменении коэффициента обратной связи. При ослаблении связи наклон линии !! растет, и при некотором критическом значении К„, обращающем неравенство (9.! 7) в равенство (9.3), возникновение колебаний невозможно. Линия связи, соответствующая критической обратной связи, занимает положение ОВ.
Если в автогенераторе с индуктивной обратной связью и колебательной характеристикой, показанной на рис. 9.6, плавно увеличивать М, то, начиная с критического значения )И„р, амплитуда ста- гапгст Рнс. 9.9 Колебательная Рис. ЧЗО. Зависимость характеристика, соответ. стационарной амплитуды стяуюШая жесткому ре- от обратной связи при жиму. жестком режиме. Рис. 9 9.
зависимость стационарной амплитуды от величины обратной связи при мягком режиме. ционариого колебания будет плавно возрастать, как показано на рис. 9.8. Такой режим самовозбуждения называется мягким. Из предыдущего видно, что для получения мягкого режима необходимо, чтобы колебательная характеристика выходила из нулевой точки и имела достаточно большой наклон в области малых амплитуд. Все зти требования выполняются при использовании автоматического смещения. При использовании принудительного(внешнего) смещения колебательная характеристика принимает вид, показанный иа рис.9.9. Для возникновения колебаний в данном случае требуется очень сильная обратная связь (линия ОА, взаимоиндукция М,).
После того как колебания установились, связь можно ослабить до величины М„при.которой линия связи занимает положение ОВ. При дальнейшем ослаблении связи колебания срываются. Для восстановления колебаний!И нужно увеличить до значения М, соответствующего линии связи ОА. Такой режим самовозбуждения называется екес пнем. Зависимость стационарной амплитуды 1„е„, от величины М прв жестком режиме показана иа рис. 9.!О, причем стрелками обозначено направление изменения М. Гкнт Если принудительное напря- Х т жение смещения настолько велико, что колебательная харак- 1' теристнка начинается не с нуля (рис. 9.11), то никакое увеличение обоатной связи не способно вызвать автоколебания.
Если же 4м вызвать колебания с помощью внешнего воздействия, то при Рек 9ЛЕ К вопросу еа уетейенеести достаточно сильной обратной тенерецнн ерн неесткем Режнме. связи колебания могут продолжать существовать и после прекращения воздействия. Из двух точек пересечения линий 1 и 11 точка С является устойчивой, а точка Р— неустойчивой (имеется в виду динамическая устойчивость, т. е.
устойчивость генерации). Это означает, что при небольших случайных отклонениях амплитудытока в контуре около точки С система возвращается в исходное состояние, сколь же угодно малое отклонение амплитуды в районе точки Р прогрессивно возрастает и переводит амплитуду 1„„, либо в устойчивую точку С, либо в точку О (соответствующую статической устойчивости).
Доказательство неустойчивости точки Р аналогично доказательству устойчивости точки С, приведенному в предыдущем параграфе. 9.5, ПРИМЕРЫ СХЕМ АВТОГЕНЕРАТОРОВ Иа рис. 9.12 представлены три разновидности схем одноконтурных ламповых автогенераторов, различающихся лишь цепями обратной связи. Схема с индуктивной (трансформаторной) обратной связью (рис. 9.12, а) уже рассматривалась в 5 9.2 (рис. 9.3, а); единственное уточнение (рис.
9.12, а) заключается в способе включения резистора )Г, (между сеткой и катодом). Схему с кондуктивной (автотрансформаторной) обратной связью (рис. 9,12, б) и схему с емкостной обратной связью (рис. 9.12, в) часто называют трехточечными: усилительный прибор подключается к трем точкам контура а,си к.
В схемах на рис. 9.12, а и б емкости Сб„блокировочных конденсаторов обычно настолько велики, что по высокой частоте точку н практически можно считать соединенной с катодом накоротко. Так как катоды заземлены, то точки к являются точками нулевого потенциала. Избирательный четырехполюсник и четырехполюсник обратной связи, показанные на рис. 9.1, в рассматриваемых простейших авто- генераторах совмещены в одном колебательном контуре.
Входными -4г г — гав |г Св Рис. Р,!2. Схемы автогвнвратора с трансформаторной (а). автотрансформатор- ной (б) и вмиостной (в) обратной связью. зажимами этого четырехполксни ка являются точки а и н, к которым подключены анод и катод лампы, а выходными — точки подключения сетки и катода (с и к). Таким образом, показанные на рис. 9.12 схемы можно заместить одной схемой (рис. 9.13). Источники питания электродов лампы на этой схеме не по.— -Тгг казаны. Май В рассматриваемых простейших схемах 4 а частота генерации близка к резонанснои | Нм 1гай частоте контура.
На этой частоте падение напряжении на контуре 1),„совпадает (или почти совпадает) по фазе с током с 1ви а последний — с напряжением 1)с„. Рис й.12. С замвще- Замечаем, что напРЯжение 1)ан напРавлено, вия олнононтурного гене- как и ток 1ат во внешней цепи, от катода ратора. к аноду. Если напряжение на выходе четырехполюсника обратной связи будет в фазе с $)ая, то оно окажется в противофазе с исходным напряжением О,„. Из этого следует, что аргумент коэффициента обратной связи К„(гы), т.е.
фазовый сдвиг в четырехполюсиике обратной связи, должен быть близок к 180'. К этому результату можно также прийти с помощью следующих рассуждений: однокаскадный резонансный усилитель поворачивает фазу усиливаемого колебания на 1Ю', следовательно, для поддержания автоколебания напряжение, подаваемое по цепи обратной связи с выхода иа вход, должно получить дополнительный сдвиг на 180', Нетрудно просле- дить, как обеспечивается это требование в схемах на рис. 9.12. В схеме с трансформаторной обратной связью (рнс. 9.12, а) сдвиг фазы на 180' получается при правильном подключении катушки 1,,„к зажимам сетка — катод. Модуль коэ$хрициента обратной свя- зи К,с = Мц.„.
(9.20) В автотрансформаторной схеме (рис. 9.!2, б) требуемая фазнровка достигается съемом напряжения обратной связи с катушки иидуктивности Е,„, входящей в емкостную ветвь контура. При резонансе токи в индуктивной и емкостной ветвях контура равны по амплитуде и противоположны по направлению. Следовательно, индуктивности Е,„и Е,„обтекаются одним и тем же контурным током и образуют делитель напряжений. По отношению к катоду, подключенному к промежуточной точке контура, напряжения, снимаемые с катушек Е,н и Ес„, находятся в противофазе. Модуль коэффициента обратной связи Кос = )-он~~он (9.21) Резонансная частота колебательного контура в автогенераторе с индуктивной трехточкой кар= 11И" ак+ ~ св) Сн' (9.22) Наконец, для схемы с емкостной обратной связью (рис.
9.12, в) Кос Сав1Сскэ (9.23) а резонансная частота контура вр — — 1Ф1.„С,„, где Сана = Са к С с к/(Са к + Сс н) (9.24) В транзисторном автогенераторе с емкостной обратной связью (рис. 9.14) внешнее напряжение смещения Укэс подается с делителя напряжений Йм )г„подключенного к источнику питания цепи коллектора. Коэффициент обратной связи с данной схеме 6 о с Сказан (9.25) а резонансная частота определяется формулой, аналогичной (9.24).
При рассмотрении всех перечисленных схем не учитывались паразитные параметры — междуэлектродные емкости, индуктивности вводов лампы, фазовый сдвиг анодного тока из-за влияния инерции электронов и т. д. Поэтому коэффициент обратной связи в одноконтурных авто- генераторах оказался независимым от частоты. Этот вывод справедлив при относительно невысоких частотах. С повышением рабочей частоты схема замещения автогенератора усложняется и коэффициент обратной связи должен рассматриваться с учетом перечисленных факторов.
Частотная зависимость К„(йо) особенно сильно выражена для транзисторных автогенераторов, работаюших на частотах, близких к граничной частоте транзистора. Аргумент грз комплексной крутизны Б,р (см. 9 8.3) достигает в этих генераторах 90' и больше. Аргумент гр„цепи обратной связи отличается при этом от 180'. На высоких частотах большое распространение получили транзисторные автогенераторы, работающие по схеме с общей базой и обладающие конструктивными преимуществами по сравнению со зз Рис.
9.15. Анзогенератор на транзисторе с об- щей базой. Рис. 9.14. Транзисторный аитогеиератор с еыиостной обратной сииззго. схемой ОЭ. Типичная схема гегеродинов радиоприемников представлена на рис. 9.!5. Резистор )с„ автосмешения включен в цепь эмиттера.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
