Генерирование гармонических колебаний. Расчет коэффициента обратной связи и амплитуды выходного напряжения для стационарного режима генерации

1.  Задание

Для  трехточечных автогенераторов требуется:

1) Начертить схему автогенератора;

2) Аппроксимировать ВАХ НЭ;

3) Рассчитать и построить графически зависимость   и , где  - амплитуда первой гармоники выходного тока НЭ,  - амплитуда управляющего напряжения на входе НЭ;

4) Определить (графически или аналитически)  для  стационарные амплитуды напряжения  на входе НЭ и первой гармоники тока  на его выходе; здесь  - дифференциальная крутизна ВАХ в рабочей точке (при заданном );

5) Рассчитать параметры  контура автогенератора;

6) Определить критический коэффициентобратной связи и охарактеризовать режим возбуждения (мягкий или жесткий); в случае жесткого режима найти  и .

7) Рассчитать коэффициент обратной связи и амплитуду выходного напряжения  для стационарного режима генерации.

8) Исходные данные:

Индуктивная трехточка, U₀ = 0.3 V   Z_p = 8.5 кОм   f₀ = 3 МГц  Q = 85

НГТУ.РТ5-03.11.53

Изм

Лист

№докум.

Подпись

Дата

Разработал

Панарин А.С.

23.12

Расчетно-графическое

задание

Литера

Лист

Листов

Проверил

Меренков В.М.

2

6

Н.контр.

Гр.РТ5-03

Реценз.

Утв.

НГТУ.РТ5-03.11.53

1.  Начертить схему автогенератора

Схема автогенератора, для  индуктивной трех точки:

2.  Строим ВАХнелинейного элемента

Таблица 1

ВАХ нелинейного элемента  

НГТУ.РТ5-03.11.53

Лист

3

Изм

Лист

№.докум.

Подпись

Дата

НГТУ.РТ5-03.11.53

3.  Аппроксимированная Вольт-амперная характеристика

Крутизна: S = -1.4 mA/V, смещение U_н = 1,44 В

4.  Расчет и построение зависимости тока первой гармоники от управляющего напряжения или построения колебательной характеристики

Колебательная характеристика это есть следующая зависимость I₁  = f(u_m)

Вычислим колебательную характеристику, использую метод трех точек, по данному методу первая гармоника это есть отношение разности максимального и минимального тока к двум, тогда запишем, что колебательная характеристика - это есть: следующие значения:

5.  Зависимость средней крутизны от амплитуды, управляющего напряжения

НГТУ.РТ5-03.11.53

Лист

4

Изм

Лист

№.докум.

Подпись

Дата

НГТУ.РТ5-03.11.53

6.  Определить (графически или аналитически)  для  стационарные амплитуды напряжения  на входе НЭ и первой гармоники тока на его выходе; здесь  - дифференциальная крутизна ВАХ в рабочей точке (при заданном );

7.  Определение параметров контура

Определим коэффициент передачи нелинейного элемента

S₀ = 1.077 mA/V    Z_p = 8.5 кОм, отсюда коэффициент передачи нелинейного элемента:

K = S₀ K = 9.154

Из условия самовозбуждения определим коэффициент передачи цепи обратной связи:

Запишем условие самовозбуждения: Kβ > 1, из этого условия определяем, что β > 1/K, или            β > 0.109

Из условия баланса фаз: (запишем его): Х₁ + Х₂ + Х₃ = 0 одно из уравнений для определения параметров цепи.

Коэффициент обратной связи, связан с параметрами цепи следующими уравнением:  β = X₂ / X₁

Запишем также связь между параметрами контура и резонансным сопротивлением:

Общая индуктивность L = L₁ + L₂ = 6.53 мкГн

Определим характеристическое сопротивление контура: ρ =  ω₀ L = 123 Ом

Определим теперь значение емкости из характеристического сопротивления контура и оно равняется С = 431 пФ

НГТУ.РТ5-03.11.53

Лист

5

Изм

Лист

№.докум.

Подпись

Дата

НГТУ.РТ5-03.11.53

8.  Определение критического коэффициента связи

9.  Определение режима возбуждения.

Режим возбуждения мягкий см. выше на график колебательной характеристики

10. Расчет коэффициента обратной связи (был произведен выше, равен 0,109) и расет напряжения на выходе.

Z_p= 8.5 кОм

I₁ = 1.952 мА

Отсюда напряжение на выходе U_вых = Z_pI₁ = 16.6 V

НГТУ.РТ5-03.11.53

Лист

6

Изм

Лист

№.докум.

Подпись

Дата