Цепи с обратной связью. Нелинейные цепи. Усилительные устройства. Автоколебательные системы (12-15 главы учебника "Радиотехнические цепи и сигналы" под ред. К.Е.Румянцева), страница 28

              Один из вариантов автогенератора LC-типа представлен на рис. 15.3. В нем параметры элементов колебательного контура LKи Ск определяют частоту генерации fА = 1/(2π√(LkCk)). Для органи­зации цепи ПОС в этой схеме используется катушка обратной связи Loc , индуктивно связанная с катушкой контура LK.Один вывод катушки Locсоединен с базой транзистора таким образом, что напряжение на контуре ukи напряжение между базой и эмитте­ром транзистора uбэ находятся в противофазе, т.е. сдвинуты по фазе на 180°. Напряжение смещения Uсм, прикладываемое между базой и эмиттером транзистора, определяет положение рабочей точки транзистора. Ток коллектора Iк0 транзистора в рабочей точ­ке выбирается достаточно большим (см. Uсм1 на рис. 15.4, а). Это обеспечивает мягкий режим самовозбуждения автогенератора.

              На рис. 15.8 приведена схема автогенератора Амстронга, на­званного по имени его создателя. В этом автогенераторе частота генерации fА = 1/(2π√(L2C2)) определяется индуктивностью L2и емкостью С2 контура, однако трансформаторная ОС организована иначе, чем в варианте автотрансформатора, представленном на рис. 15.3. Один из выводов индуктивной катушки обратной связи L1соединен с общей шиной, а другой через конденсатор С1 — с базой транзистора и одним из выводов резистора R1.Ко второму выводу резистора подключен источник напряжения смещения Uсм.

              При подобной организации автогенератора переменное напря­жение, возникающее в цепи ОС, детектируется на переходе база-эмиттер транзистора. В этом случае в цепи базы транзистора появ­ляется постоянная составляющая тока I0. Наличие этого тока при­водит к уменьшению напряжения между базой и эмиттером тран­зистора в автоколебательном режиме в соответствии с выражением

                                                                 uбэ= Uсм-RI0.                                        (15.9)

               При подключении автогенератора к источнику питания Еп в нем обеспечивается мягкий режим самовозбуждения, так как ам­плитуда напряжения обратной свя­зи Uос мала (RI0≈0). Напряжение между базой и эмиттером транзи­стора (15.9) определяется напря­жением смещения Uсм.По мере роста амплитуды колебаний на контуре растет амплитуда колеба­ний в цепи обратной связи  Uoc . Составляющая RI0 в выражении (15.9) становится отличной от нуля. В этом случае доля напряжения смещения Uсм, прикладываемого между

Рис. 15.8. Схема автогенератора Амстронга

эмиттером и базой тран­зистора, понижается. Таким образом, напряжение база—эмиттер транзистора при соответствующем выборе величины резистора R1стремится к нулю. Это обеспечивает жесткий режим самовоз­буждения и повышенный коэффициент полезного действия ав­тогенератора.

              На рис. 15.9 приведен еще один вариант (см. рис. 15.3) автоге­нератора с трансформаторной обратной связью, который имеет мягкий режим самовозбуждения при запуске. После запуска с ро­стом амплитуды колебаний автогенератор переходит в жесткий режим самовозбуждения.

              Сразу при подаче на автогенератор напряжения питания Еп напряжение uбэ между базой и эмиттером транзистора VTстано­вится равным напряжению смещения

Uсм1 = EпR2/(R1 + R2), кото­рое определяется резистивным делителем R1 и R2.

              По мере возрастания амплитуды колебаний в автогенераторе растет и амплитуда напряжения в цепи обратной связи. На вели­чину напряжения смещения Uсмначинает оказывать влияние ре­активное сопротивление конденсатора С1, который соединен па­раллельно с резистором R2. Постоянное напряжение смещения Uсммежду базой и эмиттером транзистора понижается. При соот­ветствующем выборе емкости конденсатора С1 можно добиться, чтобы напряжение смещения стремилось к нулю. В этом случае автогенератор будет запускаться в соответствии с мягким режи­мом самовозбуждения, а работать будет в жестком режиме, что позволяет повысить КПД автогенератора.

               На рис. 15.10 представлена схема автогенератора с автотранс­форматорной связью. В этом автогенераторе частота генерации fА = 1/[2π√((L1+L2) C2)]определяется емкостью конденсатора С2 и суммой индуктивностей двух катушек L1 и L2.

               Напряжение ОС снимается с индуктивной катушки L1, кото­рая входит в емкостную ветвь контуpa. На частоте резонанса тока токи в индуктивной L2 и емкостной LIи С2 ветвях контура равны по амплитуде, но противоположны по направлению. В этом случае напряжения на L1 и L2 находятся в противофазе, что позво­ляет получить положительную обрат­ную связь в автогенераторе. Коэффици­ент ОС в этом автогенераторе Koc= L1/L2.

п

Рис. 15.9. Схема автогенера­тора с трансформаторной ОС и мягким режимом

самовоз­буждения при запуске

                Можно построить и автогенератор на базе параллельного колебательно­го контура с разделенной емкостью(рис. 15.11). В этом автогенераторе частота генерации fА = 1/(2π√(LC)) определяется емкостью делителя С= С2С3/(С2+ С3) и индуктивностью катушки L1. При этом коэффициент обратной связи равен Koc= С32.

Рис. 15.10. Схема автогенера­тора с автотрансформатор­ной связью

Рис. 15.11. Схема автогенератора на базе параллельного колеба­тельного контура

с разделенной емкостью

15.7. Автогенераторы RС-типа

              Автогенераторы LC-типа предназначены для генерации коле­баний высокой частоты. В области низких частот, например звуко­вых, применение этих автогенераторов затруднено, что вызвано следующими двумя факторами. Во-первых, в колебательном кон­туре необходимо использовать катушки большой индуктивности и конденсаторы большой емкости, что делает контуры низкодоб­ротными. Во-вторых, из-за больших величин индуктивности ка­тушки и емкости конденсатора сложно создать автогенераторы с перестраиваемой частотой генерации.

              Для устранения отмеченных недостатков используют автогене­раторы RС-типа. Структурная схема автогенератора RС-типа при­ведена на рис. 15.12. Автогенератор состоит из усилителя, охвачен-

Рис. 15.12. Структурная схема автогенератора RС-типа