Минаев Е.И. - Основы радиоэлектронники (1266569), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Жесткий режим возникновения генерации в автогенераторах обычно считается нежелательным. Применение гридлика. Для обеспечения мягкого режима возникновения генерации в цепь сетки включают цепь, состоящую из конденсатора С, и резистора Я„ носящую название гридлика. Гридлик показа~ на рис. 13,3,в. Аналогичную роль выполняют также цепочки Са)ся и С,)с, в схемах на рис. 13,3,а и б. На рис. 13.16 показано семейство характеристик лампового генератора при различных напряг б "д жениях смещения Еы Когда гене««У с/ г а гг ссг рация отсутствует, на сетке лампы создается лишь небольшое смещение за счет падения напряжения от начального сеточного тока на сопротивлении гридлика.
л .„„,с Его можно считать близким к Е„=0. В результате в начальный момент возникновения колебаний крутизна близка к максимальной. Затем по мере возрастания и и амплитуды колебаний увеличиваются заряд конденсатора С„ и смещение; рабочая точка смен1ается в сторону уменьшения крутизны. При этом происходит переход с одной колебательной характеристики на другую, как это показано на рис. 13.16. Линия К,=сопз1 является колебательной характеристикой схемы с гридликом. Прерывистая генерация.
Если постоянная времени гридлика велика по сравнению с постоянной времени нарастания амплитуды при возникновении генерации, то возможна прерывистая генерация. Это явление состоит в следующем. Пусть при возникновении генерации амплитуда быстро возрастает до стационарного значения. Вследствие большой постоянной времени гридлика напряжение на нем почти не изменяется за время нарастания амплитуды.
После установления стационарной амплитуды колебаний начинает заряжаться конденсатор гридлика, что приводит к постепенному смещению напряжения на сетке в сторону больших отрицательных значений и к постепенному уменьшению амплитуды. При этом в результате образования смещения на гридлике средняя крутизна лампы перестает обеспечивать выполнение условия поддержания генерации н генерация срывается. После ее срыва конденсатор постепенна разрядится, но колебания возникнут лишь после того, как смещение уменьшится до напряжения, при котором генерация может возникнуть, после чего процесс повторится.
13.6. АВТОГЕНЕРАТОРЫ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ На рис. 13.17 приведены схемы автогенераторов па биполярных транзисторах. В схеме на рис. 13.17, а применены трансформаторная связь цепи базы с цепью коллектора и автотрансформаторное включение колебательного контура в коллекторную цепь. Схема, изображенная на рис. 13.17,6, является индуктивной трехточечной схемой. о1 Рис. 13.17. Схемы автогеиераторов аа траиавсторах 296 В этих схемах элементами колебательного контура наряду с С также являются разделительный конденсатор С и конденсатор фильтра Свь Конденсатор С„предохраняет схему от последствий возможного замыкания пластин переменного кондеясатора. Емкости Ср и См берут настолько большими, чтобы возможный их разброс, например на -Ь20%, изменял результирующую емкость колебательного контура не больше, чем на ~0,5%, что соответствует обычной точности подгонки отдельных секций в блоках переменных конденсаторов. Схема на рис.
13.17,в позволяет обойтись без разделительных конденсаторов в колебательном контуре, но при этом требуется достаточно сильная связь между катушками, так как при слабой связи частота генерируемых колебаний может значительно отличаться от резонансной частоты контура. Наконец, можно применять схему на рис. 13.17, г. Частота генерируемых колебанвй транзисторного автогенератора сильно зависит от напряжения источника питания, таи как при изменении этого напряжения изменяются входные и выходные емкости и сопротивления транзистора, шунтируюшие колебательный контур. Напряжение питания от батарей особенно нестабильно. Например, напряжение новых и старых батарей под нагрузкои может различаться в два раза. Поэтому в хороших транзисторных приемниках предусматривается стабилизация напряжения питания гетероднна, осуществляемая по одной из схем, показанных на рис, 13.!8.
Принцип работы этих схем состовт в следующем. Напряжение на диоде, подключенном через большое сопротивление Я, к источнику питания, благодаря его экспоненцнальной вольт-амперной характеристике почти не зависит от на. пряжения источкика Для точечного кремниевого диода это напряжение при некотором среднем токе примерно 0,8 В.
Эмиттерный повторитель поддержива. ет на сопротивлении Р, постоянное напряжение, а следовательно, постоянный змиттервый, ток и ток в нагрузке, включенной в коллекторную цепь. В схеме на рнс. 13.18,а применяется германиевый транзистор, напряжение на змиттерном сопротивлении которого равно напряжению на диоде за вычетом напряжения эмиттер — база, примерно равного 0,2 В.
Следовательно, напряжение иа сопротивления К, равно О,б В, так что прн йг,=0,3 кОм эмвттериый ток Уз=2 мд. Таким же является и стабилизированный ток в нагрузке. Если сопротивление нагрузки к =2 кОм, то стабилизированное постоянное напряжение на нагрузке 4 В. Стабилизация сохраняется, пока коллекторный переход смещен в обратном направлении. Следовательно, минныально допустимое напряжепяе источника пи.
тания 4Г мг«=41 +из=4+08=4,8 В, где С« — напряжение на нагрузке; иэ — напряжение на диоде. и« ич Рис. 13.18. Схемы стабилизаторов тока для питания автогенераторов Максимальное напряжение источника питания может равняться 10 — 12 В. Схему можно рассчитать на больший ток стабилизацви, Для увеличения тока можно либо уменьшить сопротивление Л., либо оставить его прежним, а вместо одного включить последовательно два диода. В схеме стабилизации вместо германиевого можно применить кремниевый транзистор. В этом случае минимальное число последовательно включенных кремниевых дводов должно быть равно двум В схеме иа рис.
13.!8, б применен транзистор полярности л-р-л вместо р-лчж Эта схема удобнее схемы на рис. !3.!8, а, так как в ией один из зажимов нагрузки может быть заземлен. На рве 13.!В,а показан стабялкаатор, в котором нагрузка разбита на две части. Нагрузкой Л ~ являются цепи питания гетеродина, а с резистора Лэз снимается напряжение для стабилизации тока базовых цепей усилительных кас. хадов приеьпп1ка. Это позволяет поддерживать постоянными коллекторные тони усвлительных каскадов при уменьшение напряжения источника питания и дает возможность повысить срок использования батарей.
13.7. АВТОГЕНЕРАТОРЫ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ Подключив параллельно колебательному контуру отрицательное сопротивление, можно скомпенсировать потери в контуре, в результате чего в нем установятся незатухающие колебания. Во всех случаях, когда отрицательное сопротивление подключается параллельно колебательному контуру, возможна генерация. Условие возникновения генерации 13.8. ГЕНЕРАТОР НА ТУННЕЛЬНОМ ДИОДЕ Вольт-амперная характеристика, а также типовые параметры туннельных диодов приведены в $ 5.3. Использование падающего участка для генерирования незатухающих колебаний показано на рис.
13.20. Схема генератора показана на рис. 13.21. С помощью тс1 и !сх на Рис. 13.19. Вольт-амперваи ха- рактеристика с падавшим уча- стком Р(-1! ='Л-, где Й, > — отрицательное сопротивление, подключенное параллель. но колебательному контуру; 1с,„ — собственное эквивалентное сопротивление колебательного контура. Во всех ранее рассмотренных схемах автогенераторов отрицательное сопротивление является следствием наличия обратной связи. Поэтому такие генераторы принято называть генераторами с обратной связью, в то время как генераторами с отрицательным сопротивлением называют такие схемы, в которых обратной связи в явном виде нет, а подключаемый к колебательному контуру двухполюсник имеет вольт-амперную характеристику с падающим участком (рис.
13.19). Такую характеристику имеет, например, туннельный диод. Рис, !3.21. Схема аатогенератора ва туннельном диоде Рис 1320. Использование падающего участка вольт-ампериой характеристики для генерирования незатухающих колебаний диоде устанавливается такое исходное постоянное напряжение ьго, чтобы рабочая точка находилась на середине падающего участка характеристики. Сопротивления )гг и Яз достаточно малы, чтобы ток через )г1 был в несколько раз больше тока через диод. Для возникновения генерации сопротивление контура )г должно быть больше отрицательного сопротивления диода 1ггг >1.
Отношение )т' /1)тг 1( не должно превышать 2 — 3. В противном случае генерируемые колебания сильно отличаются от сннусоидальных. Отметим, что вольт-амперная характеристика туннельного диода аппроксимируется выражением (13.18) лучше, чем характеристика электронной лампы. Поэтому можно считать, что максимальная амплитуда генерируемых колебаний между точками а и Ь в схеме на рис.
13.21 согласно (13.36) равна 2Уа, что примерно равно расстоянию по оси абсцисс между максимумом и минимумом вольт-амперной характеристики туннельного диода. 13.9. СТАБИЛИЗАБ,ИЯ ЧАСТОТЫ ГЕНЕРАТОРОВ Анализируя баланс фаз лампового генератора, мы убедились, что колебательный контур генератора обладает стабилизирующими свойствами (см. (13.45)) тем лучшими, чем выше его добротность.
О стабильности частоты генерируемых колебаний можно судить по ее абсолютному и относительному изменениям. Эти изменения могут быть как сравнительно быстрыми, какими, например, являются флуктуации частоты, создающие размытость спектра генерируемых колебаний, так и сравнительно медленными, о которых говорят как об уходе частоты. Причиной быстрых изменений частоты являются шумы в генераторе, а иногда и эффект мерцания емкости керамических конденсаторов, а причиной медленных — изменение эквивалентных параметров колебательного контура и режима генератора.
Эквивалентные параметры колебательного контура могут изменяться .вследствие изменения линейных размеров катушек индуктивности и конденсаторов при изменении температуры среды, окружающей контур генератора. Так как с увеличением температуры линейные размеры деталей увеличиваются, то обычно прн нагреве индуктивность и емкость колебательного контура растут. Относительный уход частоты л:1 1 гл,е л,с1 + ! (13.48) 1. 2 ~е. с,! Относительный уход частоты при изменении температуры на ! 'С называется температурным коэффициентом частоты (ТКЧ).
Относительный уход емкости конденсатора ао при изменении температуры на 1'С называется температурным коэффициентом емкости (ТКЕ). У хороших слюдяных конденсаторов по= = (50 — 100) . 10 а. У хороших катушек также относительный уход индуктивности (ТКИ) аь= (50 — 100) ° 10 а. Керамические конденсаторы выпускаются как с положительным, так и с отрицательным ТКЕ по= (30 — 50).10-'. Выпускаются также конденсаторы с большим отрицательным ТКЕ по= = (700 — 1500) 1О а. Применение конденсаторов с большими отрицательными ТКЕ позволяет осуществить термокомпенсацию. Простейшая схема термокомпенсации показана на рис.
13.22. На этой схеме: Ь вЂ” индуктивность колебательного контура; ф— емкость термокомпенсационного конденсатора; С,— емкость основного конденсатора контура. Суммарный температурный уход частоты Уход частоты равен нулю, если л1е+ л,с+л1с«0 Ео Со+си или л,с ул,е л,с + ,+с. ~ е, с,+с.) с Прн Ся 4,Со (13.40) Необходимое значение относительного изменения емкости Л,С,!Со может быть достигнУто пРи малом отношении С,/Со, если Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
