Графический анализ стационарного режима автогенератора

При изменении амплитуды колебаний вследствие нелинейности вольт-амперной характеристики активного прибора (например, транзистора) средняя крутизна SСР будет зависеть не только от типа усилительного прибора, но и от амплитуды напряжения на управляющем электроде (базе транзистора):

Зависимость называют характеристикой средней крутизны. Обычно она снимается экспериментально для конкретного активного прибора.

Амплитуда первой гармоники выходного тока Im1 активного прибора (тока коллектора) тоже будет зависеть от амплитуды входного напряжения:

Зависимость называют колебательной характеристикой.

Обе характеристики отображают нелинейные свойства активного прибора.

Из равенства для стационарного режима, учитывая, что на резонансной частоте контура ZК = RЭ0, следует

Так как произведение

есть не что иное, как коэффициент усиления активного прибора автогенератора, то выражение можно представить как

Таким образом, выражение является условием баланса амплитуд. В этом условии две величины (КОС и RЭ0) от амплитуды колебаний не зависят, а величина крутизны SСР зависит от UmБЭ. Следовательно, условие баланса амплитуд выполняется лишь при определенной "стационарной" амплитуде UmСТ.

Для определения амплитуды стационарных колебаний используется характеристика средней крутизны (рис. 3).

Рис. 3. Характеристика средней крутизны автогенератора

Характеристика SСР(UmБЭ) описывает свойства нелинейной части схемы автогенератора. Прямая обратной связи, проведенная на уровне SСР = 1/КОСRЭ0 определяет свойства линейной части схемы. Точка А пересечения этих зависимостей определяет амплитуду стационарных колебаний UmСТ, для которой выполняется условие баланса амплитуд. Участок характеристики средней крутизны, для которой UmБЭ < UmСТ, можно назвать областью возбуждения колебаний, а участок, где UmБЭ > UmСТ – областью затухания колебаний.

Найти амплитуду колебаний можно и с помощью колебательной характеристики Im1(UmБЭ). Если в выражении заменить SСР его значением из другого, то можно получить зависимость для стационарного режима автогенератора

На рисунке 4 построены колебательная характеристика Im1(UmБЭ) и прямая обратной связи, проходящая через начало координат под углом a, величина которого определяется значением SСР для стационарного режима:

Рис. 4. Колебательная характеристика автогенератора

Точка А пересечения колебательной характеристики и прямой обратной связи определяет амплитуду стационарных колебаний UmСТ.

Колебательная характеристика снимается экспериментально. На базу транзистора (при разомкнутой ОС) подается гармоническое напряжение с частотой, равной резонансной частоте колебательного контура, от внешнего генератора и при каждом значении амплитуды UmБЭ измеряется амплитуда первой гармоники коллекторного тока Im1. Вид колебательной характеристики будет зависеть от выбора положения рабочей точки (напряжения смещения).

Процесс возникновения колебаний в автогенераторе также зависит от выбранного рабочего режима активного прибора, определяемого постоянными питающими напряжениями, и величины коэффициента обратной связи. При этом напряжение смещения играет особую роль – если рабочая точка выбрана в области большой крутизны, то самовозбуждение наступает легко. Различают два режима самовозбуждения автогенератора – мягкий и жесткий.

При мягком режиме самовозбуждения начальную рабочую точку выбирают на середине линейного участка вольт-амперной характеристики активного нелинейного прибора (транзистора) в точке с максимальной крутизной (рис. 5).

Перейти на страницу: 1 2 3

Прочтите также:

Цифровой измеритель времени
В настоящее время благодаря широкому распространению дешёвых микрокомпьютеров их влияние на повседневную жизнь усиливается с каждым годом. В домах появляются различные устройства и прис ...

Моделирование интегрирующего гироскопа
Цель данной работы - математическое моделирование (с применением ЭВМ) свойств интегрирующего гироскопа (ИГ), а также краткое теоретическое описание его устройства, назначения, принци ...

Шестнадцатиразрядные микроконтроллеры серии 296 фирмы Intel
Серия MB90385 – 16-разрядные высокопроизводительные микроконтроллеры общего назначения, которые разработаны для выполнения функций управления в пользовательской электронике, где требует ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2020 www.techmatch.ru