1629382528-e201d89ff59dd31db5be21dffcf9458a (846429), страница 73
Текст из файла (страница 73)
При этом харак,тер зависимости периода колебаний от параметров схемы. остается таким же, как у генераторов разрывных колебаний. Для того чтобы лоби»ься возможное»и получения действительно неискаженных синусоидальных колебаний я этой схече, переменное напряжение на сею»с первой лампы пс должно вы»и»дн»ь за пределы прямолинейной части харак»грие»икя. В силу»по»о»»!»»»ло»а»»тся принима»ь специальные меры к о»р,ишчснню л,,», ко»орос практически оказывается довольно значи гсльным (одна треть выходного напряжения лампы Л„как эго следует из уравнения (23 14)).
Ограничение это достигается введение»» «отрицательной обратной связи» в зиле сопротивления в католной цепи первой лампы. В качестве этого сопротивления часто применяется маломощная лампа накаливания с большим сопротивлением нити или термистор (Т на рис. 23.9), Обеспечивающие автоматическое поддержание отрицательной обратной связи на заданном уровне. Вместе с ограничением амплитуды напряжения ия, отрицательная обратная связь обеспечивает также и большую устойчивость частоты получа»ощихся колебаний, так как приводит к более резкому нарушению фазовых условий при небольших изменениях частоты (за счет уменьшения действительной части вектора ивс и созпания больших фазовых углов при появлении мнимой компоненты).
Генераторы реос»атно-емкостного типа, обладая очень простой схемой, позволяют получить весьма стабильные синусоидальные колебания в очень широком иаатервале частот — от тысячных долей герца (период †деся и более минут») ло сотен килогерц. Целый ряд промышленных генераторов звуковых частог построен по ЙС-схемам. В заключение кратко остановимся на упомянутой уже возможности получать с помощью КС-стел» колебания как синусоидального, так и релаксационного типа.
Г!Ос»спеппо нарушая симметрию в схеь»е делителя напряжения обратной связи, можно осуществись непрерывный переход между эгими двумя типами колебаний, а также пронаблюдать соответствующе« нозсдснис фазового портрета 'системы. На рис. 23.10 приводятся пч»ь зарисованных с экрана осциллографа фазовых пор»трего»», соотие»с»»»уя»»»аит пос»епгнному ( Рис, 23,!О переходу от колебаний, близких к синусоидальным, с медленным нарастанием амплитуды и предельным циклом з виде более или менее правильной окружности (кривая 1) до сильно искаженных колебаний, амплитуда которых устанаяливаегся я течение первых же :~ Ф, периодов, а предельный цикл приобретае» неправильные угловатые Очертания (кривая Р').
В 23;б. Элементы теории стабилизации частоты генераторов с обратной связью. Для определения частоты установившихся колебаний автогенератора необходимо воспользоваться уравнением баланса фаз (23.4), так как стационарный колебательный процесс я гщ»»ма" возможен лшяь при такой частоте в, при которой сумма а аяша»1,г», пакли:нп»ю»цнхся я разлнч~ых элементах генератора за ащип пиял, 1,шня»»алю !Л»»а, яа~Ргмюр, если я лампе и цепи обратной связп о»су»г'гнуа'» а;»юи ф;ш, » г. Сс, П и Я сугь зсл»»чины дЕйСЮШ»сяьнЬю„»о физащмй уы»Л апОАНО»О КОНСУРа должен бы»ь <;.,"„С, таКжЕ Раааа НУШО, »Л С. ЧКП»»аааж»»Ы»ОЕ Сая»РОГНВЛГНИЕ КпитУРа А, должно быгь чисто активные, <»о имеет месю при совпадении генерируемой частоты с собс геенной частотой контура и =ма.
Однако в общем случае я — колшлексная величина и «»*фО. При возникновении сдвига фаз в цепи обратной связи частота колебаний системы должна нзменигьса таким образом, чтобы в анолной цепи ИОЯвилсв компенсиРУю»ций сдвиг фаз аР = — — »!»я, в РезУльтате чего система перейдет в новое стационарное состояние, при которои частота автоколебаяий отличаегся от реаонансной частоты анодного контура. Это означает, что всякая причина, изменяющая фазовые "т»"::.'-.:",' соотношения в отдельных элементах генератора, должна изменить -,;,* н частоту автоколебаннй.
Подобное изменение час~о~ы може~ быть учтено в рамках линейной »еорин, хотя, строго говоря, при определении нестабильности час»оты должна учитываться и нелинейность ововгцвннхя схвыв ьзтогвнш атова (гл. 23 ч» ч»<=2кп хс нарушилось, н сумма фазовых сдвигов стала отличной от указанного значения на некоторую малую величину Ь у <а,-: ! ч <>»<= — 2пп+ Ь ~~<уи < (23Л6) Тогда время ирохо>кдсш<я импульса позмуи<еиия у>хе пе будет равно целому числу периодов и оказыиае>ся равиыч :>э< аХт! 2 п~+ (23.17) В этом случае импульсы анодиого тока будут запаздывать на время относи>ельпо существукнцих в контуре колебаний; и частота последних начнет уменьшаться.
Состояние сисгемы станет снова усгойчипыи по частоте, если баланс фаз восстановится при некотором другом виачспии частоты в»,:'. Ьм (Ьм<„ О), при когором У<у<(м ~ — <>м)= 2нп. ! Раалагая в рял и о>брасывая члены высших порядков, получим ч»<( )+3<в ~ — — '- — — 2кп. ч«дт < процессов„происходяших в лампе, например зависимость фазового угла средней крутизиы от высц>их гармоник анодного тока и, в конечном счете, от амплитуды колебаний. 1О. Б.
Кобзарев, Н. М. Крылов, Н. Н. Боголюбов и В. И. Сифоров, пользуясь методами квазилинейиой н нелинейной теории, определили «нелинейнуюъ поправку частоты. Во многих случаях, однако, для исследования вопросов стабильности частоты лампового генератора оказывается вполне достаточной линейная теория стабилизации частоты, элементы которой мы злесь изложим в соответствии с работами Б. К. 1Пембеля. Рассмоццм<, какие измы<ения возниканж в аптоколебательной сис>сме ири >к болшпих о<клоиипиях фа ч! и шс>о>ы о! значений, соо><шве<и! ячш>х с<ш<иопари<шу <ос ><!»и<>ш».
аннус! >ич ч<<! уел<шве балю>са <!>аз д>!я с гаш>о<яр>ил О гос ! оя!Шя дв >!и си! Ра! ора з 23.51 стхвнлизация частоты Гвнввлтога 433 Вычитая из этого выражения (23.16), будем иметь уравнение ~~ дт! «1> а'; ди < ' которое можно представить в виде аУт, д ч,! >< ди У' Ьи < Очевидно, что при Ьхт <>>!)О, ц<»>(0.
В силу э~ого мы получим < условие устойчивости работы генератора по частоте д ~~~ р,.>0. (23.10) Нри этом величина относительного о>клонения частоты , при Ло» <« котором восс>анавливается равновесие фагь б>удс>> а ~,'ч! (23.20) дю (23.1н) Имея в виду, что Ь ~а <я< представляе~ собой иаменение суммы разностей фаз в цепи сачовозбуждения, обусловленное изменением како<о-либо ив параметров генератора у, мы можем выразить ,,Г Ь . <>! ел<*дух>гцим <>Г»р,>:<<>>! ч,! дт, ду Тогда получим такое уравнение для огносигельного о>клонения частоты (23.21) < а д<<! дм ~:-."< Если предположить, что мы имеем дело с переходом сис>емы из одного стационарного состояния в другое, удовлетворяющее усло- " З>;-,.';;;.::;.
виям устойчивости по частоте, то можно получмть выражение (23.21) .иным путем. 11усть в результате изменения какого-либо параметра р (гл. 23 ОБОБщениАЯ СХЕИА АБТОгеНБРАТОРА на весьма малую величину Ьр, частота автоколебаиий изменилась иа Ь .. Вели оба состояния цапаются стационарными, то как оро частосе в, |ак и при новом значении частоты автоколебаннй в 1 Аа должно соблюдаться условие баланса фаз: а( сус=с(в, р)=2вл, Урс=у(в+6; р+бр)= л. Поэтому полное приращение фазы системы будет равно нулсо Ь ~~С ос=О, что можно выразить таким образом: с дХРс дХРс д др разделив последнее уравнение на в, получим снова выражение (23.21), называемое иногда формулой Шембеля.
Проанализируем эту формулу. Стоящая в числителе величина тг1 д сус с "Р характеризует степень нестабильности частоты системы при измед,'~"„Рс ненни параметра р. Величина в — в знаменателе определяет дв собой стабилизирующую или фиксирующую способность системы и обозначается обычно о. Чем больше эта величина, тем меньше отклонение частоты автоколебаний оч первоначального значения. Фивид )',с~; чески это объясняется тем, что чем больше производная — ' дв т. е.
чем резче изменяется фазовый ус.ол с изменением частоты, теи меныпее отклонение частоты автоколебаний с3в потребуется для того, чтобы скомпенсировать фазовый сдвиг, обусловленный измеяением параметра р на величину Ьр. Для частного случая, когда можно пренебречь сдвигом фаз, вносимым самой лампой: -,":.:;",ф 23сб): ' СТАБИЛИЗАЦИЯ ЧАСТОТЫ ГБНЕРАТОРА ;,,:'.формула (23.21) приобретет следуюссгсссс вид: ~6Ъ+ ага) А„ 435 (23.22) "" где фиксирующая способность системы о равна. о= — в + в "=о '-о д д сумме фиксирующих способностей цепи обратной, связи оь и анод- ,'-"::.
ного контура о„. В силу того, что роль колебательной системы генератора играет ;:: ' обычно параллельный контур с сосредоточенными параметрами ;-:: ши же резонаторы, которые могут быть представлены эквивалент,""- Ной схемой параллельного контура, оказывается полезным определить фиксирующую способность такого контура о,.
(23.23) 4:; 'ДЛБ определения о, найдем выражение фазового угла параллельного контура. Из теории колебательных контуров для контура, все активное сопротивление которого сосредоточено в индуктивной ветви, получается: Ы с', СЛ", (пса = — 1 — в Т.С вЂ” — — ' . а У.
В случае чалых расстриги можно счигам у„..": (3са . Тогда фикси(суссяцссв шьнобпоггь парюслгсп посо копсур с иыразипя так: сСР, С С. С, ССС'*~ 2 "С "С ';:,,:. йли же (23.24) 1 'Для малых расстроек можно принять вч---- -- и пренебречь вели- ЕС ~да :=;— ,';::::,,':" чиной —, полагая, что она значительно меньше единицы. В таком случае выражение значительно упростится: о = — 2 --'=- — 2С;с. (23.24'). Этот результат показывает, что фиксирующая способность параллельного контура тем больше, чем больше его добротссоссь и однозначно определяется последней.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
