Анализируя положение точки 1 на рис. 15.5, заметим, что увеличение напряжения обратной связи Umocприводит к росту рабочей крутизны S*, а уменьшение Umocприводит к уменьшению S*. Подобная зависимость крутизны транзистора S* от напряжения обратной связи Umocговорит о неустойчивой работе автогенератора в точке 1. В точке 2 увеличение напряжения обратной связи Uoc приводит к уменьшению крутизны S*транзистора и, наоборот, уменьшение uосприводит к росту крутизны S* ,что свидетельствует об устойчивой работе автогенератора.
15.5. Режимы самовозбуждения автогенератора
При выборе рабочей крутизны транзистора S* согласно (15.8) значение коэффициента затухания в контуре становится отрицательным δА < 0, что обеспечивает возникновение колебательного процесса в автогенераторе. В данном случае рабочая крутизна S*транзистора зависит как от параметров контура LK и R, так и от взаимной индуктивности M, определяющей величину коэффициента обратной связи кос(ω а)- В связи с этим рассмотрим влияние величины взаимной индуктивности М на момент возникновения самовозбуждения в автогенераторе.
Для обеспечения устойчивой работы автогенератора относительно рабочей крутизны транзистора должно выполняться условие dS*/duoc< 0. Этому условию соответствует участок кривой правее точки A, представленной на рис. 15.5. На этом участке каждому значению взаимной индуктивности М соответствует свое значение рабочей крутизны транзистора S*. На рис. 15.6 показано определение влияния взаимной индуктивности на работу автогенератора.
Значение рабочей крутизны S*транзистора определяется выражением (15.8). При малых величинах взаимной индуктивности М=M1 (см. рис. 15.6) величина S*больше возможной крутизны транзистора. В этом случае коэффициент затухания в контуре больше нуля и самовозбуждение в автогенераторе возникнуть не может.
При дальнейшем увеличении взаимной индуктивности М возникает ситуация, когда значение рабочей крутизны транзистора S*накладывается на кривую крутизны транзистора, например, M= М2. В этом случае коэффициент затухания в контуре δА принимает значение больше или равное нулю. При М ≥ М3 значение рабочей крутизны транзистора понижается и возникает ситуация, когда коэффициент затухания δА становится меньше или равен нулю, что приводит к возникновению колебательного процесса в автогенераторе.
Рост взаимной индуктивности М приводит и к росту напряжения обратной связи иос (см. рис. 15.6), которое суммируется с напряжением смещения Uсм и вызывает увеличение амплитуды первой гармоники Im1 тока коллектора. Напряжение смещения транзистора Uсм (см. рис. 15.4, а) можно выбирать в достаточно широком диапазоне от Uсм = 0 до напряжения смещения, обеспечивающего большой ток коллектора, например, Uсм1 на рис. 15.4, а.
Рис. 15.6. Определение влияния взаимной индуктивности на работу автогенератора
Случай, когда выбор величины напряжения смещения Uсм приводит к большему току коллектора, а выбор величины взаимной индуктивности М — к плавному росту напряжения обратной связи иос, называется мягким режимом самовозбуждения автогенератора. При настройке на этот режим автоколебания в автогенераторе возникают непосредственно после подачи на него напряжения питания.
При задании напряжения смещения близким к нулю Uсм = Uсм2 (см. рис. 15.4, а) рабочая крутизна транзистора S* будет существенно меньше Smin(см. рис. 15.4, б), так как на начальном участке передаточной характеристики ток коллектора iк транзистора имеет малую величину. Это говорит о необходимости обеспечения большого напряжения обратной связи uoc для возникновения колебаний в автогенераторе. Только при высоком напряжении обратной связи uoc можно получить рабочую крутизну S* транзистора на участке кривой крутизны правее точки А (см. рис. 15.5), где будет выполняться условие
dS*/duбэ< 0, говорящее о возможности достижения автогенератором устойчивого состояния при его работе. Для получения высокого напряжения между базой и эмиттером транзистора и возникновения колебаний в автогенераторе необходимо обеспечить сильную обратную связь за счет большой взаимной индуктивности М=М/.На рис. 15.7 показано возникновение колебаний в автогенераторе при малых напряжениях смещения.
В последующем при возникновении колебаний в автогенераторе обратная связь может быть ослаблена до уровня М= М// (см. рис. 15.7), что не прекратит процесс генерации в автогенераторе.
Режим, при котором колебания в автогенераторе возникают при сильной взаимной индуктивности М = М/ и пропадают при снижении взаимной индуктивности меньше величины, определяемой условием М= М//, называется жестким режимом самовозбуждения автогенератора.
Достоинством автогенераторов с мягким режимом самовозбуждения является то, что они начинают генерировать колебания непосредственно при подаче на них напряжения питания, однако они имеют низкий КПД.
Рис. 15.7. Возникновение колебаний в автогенераторе при малых напряжениях смещения
Достоинством автогенераторов с жестким режимом самовозбуждения является высокий КПД за счет того, что транзистор работает с отсечкой коллекторного тока, однако для запуска этих автогенераторов требуется помимо подключения напряжения питания дополнительное внешнее воздействие по цепи ОС, приводящее к возникновению колебаний в автогенераторе.
15.6. Практические схемы автогенераторов LC-типа
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.