Разделы сайта

Анализ стационарного режима автогенератора

Как радиотехническое устройство генератор используется в режиме стационарных колебаний с постоянными их параметрами (амплитудой и частотой). При исследовании стационарного режима работы основными задачами являются:

определение условий возникновения режима стационарных колебаний;

определение амплитуды и частоты стационарных колебаний;

оценка устойчивости автоколебаний (стационарных режимов).

При выполнении условий самовозбуждения в генераторе возникают автоколебания, и их амплитуда непрерывно растет (рис. 2.6).

Затем усилительный элемент (транзистор) входит в нелинейный режим и его усилительные свойства, вследствие ограничения выходного тока, падают, рост амплитуды колебаний замедляется, а затем прекращается вовсе, тогда наступает стационарный режим.

Выходной ток в силу нелинейности рабочей области АБ является негармоническим, но периодическим, имеющим частоту колебаний, равную резонансной частоте контура. Напряжение на контуре, при достаточно высокой его добротности, создается только первой гармоникой тока и является гармоническим.

Таким образом, в стационарном режиме нелинейный усилительный элемент можно рассматривать по отношению к контуру как источник первой гармоники, который поддерживает автоколебания в контуре. Схема замещения генератора по переменному току в стационарном режиме имеет такой же вид, что и в режиме самовозбуждения, с той лишь разницей, что теперь вместо следует считать среднюю крутизну усилительного элемента по первой гармонике выходного тока:

Рис. 2.6. Возникновение и стабилизация колебаний в автогенераторе

где - комплексная амплитуда первой гармоники выходного тока усилительного элемента;

- комплексная амплитуда управляющего напряжения, под которым понимается напряжение на входе усилительного прибора трехполюсного типа или напряжение на нелинейном элементе двухполюсного типа ( в генераторе с трансформаторной обратной связью или в генераторе на туннельном диоде).

Метод расчета генератора, основанный на представлении нелинейного усилительного элемента в виде линейного со средними по первой гармонике параметрами, разработан русским академиком Ю. Б. Кобзаревым в 30-е годы и получил название квазилинейного метода. Он находит самое широкое применение в инженерной практике.

В общем случае средняя крутизна является комплексной величиной. Одной из причин появления фазового сдвига jS между выходным током и управляющим напряжением может быть конечное время пролета носителей заряда в усилительном элементе. Кроме того, сдвиг по фазе jS может быть обусловлен самой формой ограниченного выходного тока, из состава которого выделяется первая гармоника.

При анализе стационарного режима генератора принято за коэффициент обратной связи считать не

Так как , то и эквивалентную схему генератора с трансформаторной обратной связью представим, с учетом приведенных рассуждений, в следующем виде.

Рис. 2.7. Эквивалентная схема автогенератора в стационарном режиме

Из схемы видно, что

Из выражения получаем условие стационарного режима

Представим через модули и фазы средней крутизны SСР и jS, коэффициента обратной связи КОС и jОС и сопротивления контура ZK и jК:

Из данного выражения следуют два соотношения, определяющие стационарный режим:

(1)

(2)

Уравнение (1) называют уравнением баланса амплитуд, а уравнение (2) - уравнением баланса фаз. Уравнение баланса амплитуд позволяет определить амплитуду колебаний в стационарном режиме работы автогенератора, а уравнение баланса фаз - частоту этих колебаний, так как хотя бы один из фазовых сдвигов зависит от частоты.

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Самое читаемое:

Конструкторское проектирование усилителя мощности звуковой частоты
Разрабатываемое изделие - стереоусилтель УМ55-101С, далее просто стереоусилитель, предназначено для усиления сигнала звуковой частоты. Может агрегатироваться сразличными видами акустических систем, с максимальной выходной мощностью не менее 60 Вт на канал. Изделие может эксплуатироваться в условиях категории исполнения УХЛ 4.2. ...