На головну

Автогенератор у вигляді підсилювача з позитивним зворотним зв'язком.

  1.  Автогенератор у вигляді контуру з негативним диференціальним опором (тунельний діод).
  2.  Амплітудно-частотна характеристика підсилювача.
  3.  Аналіз роботи резисторного однотактного підсилювача потужності (напруги) в режимі А
  4.  Аналіз роботи резисторного однотактного підсилювача напруги (потужності) в режимі В (АВ)
  5.  В) Вирішити дану систему методом зворотної матриці.
  6.  Взаємодія автогенераторного індуктивного датчика з феромагнітним і проводять тілами.

Як показано в розділі 5.3, в підсилювачі (коефіцієнт передачі  ) Зі зворотним зв'язком (  ) При позитивного зворотного зв'язку (jкус+jb= 2pn) виникає збудження при  через нуля в знаменнику в вираженні для загального коефіцієнта посилення (5.2).

Таким чином, умова самозбудження полягає у виконанні двох рівностей:

jкус+jb= 2pn - баланс фаз (6.1),

 - Баланс амплітуд (6.2).

На яких частотах виконуються умови (6.1) і (6.2), на таких частотах і будуть генеруватися коливання.

Рис.6.1. LC автогенератор на транзисторі.

У реальних автогенераторах як підсилюючих елементів використовують електронні лампи, транзистори та операційні підсилювачі в інтегральному виконанні (ІМС). У вузькосмугових колах застосовують резонансні LC-контур і частотно-залежні (фазує) RC-ланцюга.

Схема автогенератора з LC - Контуром в колекторної ланцюга транзистора і трансформаторної зворотним зв'язком наведена на рис.6.1. Вторинна обмотка трансформатора включається зустрічно первинної обмотки, щоб отримати jb = P. значення модуля b визначається відношенням числа витків трансформатора і коефіцієнта зв'язку обмоток.

Коефіцієнт посилення резонансного підсилювача дорівнює:

 (6.3).

тут S - Крутизна характеристики струм колектора - напруга бази транзистора (рис.6.2). При роботі транзистора в нелінійному режимі замість крутизни підставляється середня крутизна для першої гармоніки, яка визначається кутом відсічення:

 (6.4).

Qекв - еквівалентна добротність контуру, що враховує паралельні контуру опору: навантаження, ланцюги зворотного зв'язку і внутрішній опір транзистора.

- характеристичний опір, w0 = (LC)-1/2 - Резонансна частота. Тільки на резонансній частоті w = w0 отримаємо jвус= P і виконання балансу фаз jвус+jb= 2p.

Рис.6.2. Характеристика транзистора а) і залежність коефіцієнта підсилення на резонансній частоті від напруги на вході в режимі «А» - б) і «В» - в).

На резонансній частоті ?Квус? =SсрQеквr і визначається крутизною характеристики Sср в робочій точці, положення якої визначається дільником R1R2. При положенні робочої точки на початку характеристики (режим А) початкова крутизна близька до нуля і баланс амплітуд (6.2) не виконується. Для самозбудження генератора необхідний початковий поштовх, який би отримання початкової амплітуди, більшою Umin (Жорсткий режим самозбудження). Така початкова амплітуда коливань може бути отримана для малопотужних генераторів простим включенням за рахунок нестаціонарних процесів. Для запуску потужних генераторів застосовують допоміжний пусковий генератор. Після запуску точка U>Umin, Є нестійкою через перевищення умови  , Коливання швидко збільшуються до усталеного стаціонарно стійкого режиму Umax знову відповідного значенням .

Жорсткий режим самозбудження є економічним через мінімуму постійного струму I0, Проте в ньому, крім труднощі з самозбудженням також важка регулювання амплітуди усталених коливань.

При виборі робочої точки в положенні «В» (м'який режим самозбудження) генератор почне самозбуджуватися відразу при включенні харчування. Амплітуда сталих коливань може плавно регулюватися зміною коефіцієнта зворотного зв'язку b. Однак, в м'якому режимі є великі втрати на постійний струм.

На практиці часто використовують змішаний режим (рис.6.3).

Рис.6.3. Змішаний режим самозбудження: а) однотактна схема; б) процес автоматичного зміщення робочої точки; в) двухтактная схема.

Тут робоча точка встановлюється в режим «У» і спочатку маємо м'який режим збудження. Однак зі збільшенням амплітуди коливань росте постійний струм бази через опір Rб заряджаючи ємність Сб і зміщуючи робочу точку в режим А (рис.6.3 б). У потужних генераторах застосовують двотактний схему з двома транзисторами (або лампами), пов'язаними позитивним зворотним зв'язком (рис.6.3 в). Транзистори черзі підхоплюють коливання в контурі, при цьому парні вищі гармоніки придушуються.

Існує велика кількість різних схем LC - Генераторів з транзисторами або електронними лампами в якості підсилюючих елементів. Вони розрізняються включенням коливального контуру і типом зв'язку з підсилювальним елементом. На ріс.6.4.а) приведена схема автогенератора на трёхелектродной лампі (триоде) зі зв'язком від частини індуктивності (індуктивна трехточка). Частота генерації підлаштовується за допомогою змінного конденсатора С. Величина напруги зв'язку підбирається співвідношенням повного числа витків котушки індуктивності і кількості витків від початку до відведення. блокуюча індуктивність Lб >>L перешкоджає шунтуючого дії джерела живлення на частоті генерації, а блокуючий конденсатор Сб>>C - Шунтування по постійному струму. Змінна напруга зв'язку подається на сітку із зсувом на p. На ріс.6.4.б показана схема ємнісний трехточка. Вона відрізняється тим, що напруга зв'язку регулюється підбором співвідношення дільника С1 и С2, А частота генерації встановлюється котушкою змінної індуктивності L. Крім того, доданий резистор в ланцюзі сітки, що перешкоджає накопиченню заряду на сітці. На ріс.6.4.в) показана схема з трансформаторної зв'язком контуру і підсилювального елемента. В таких схемах важливо правильне підключення висновків котушок (початок позначено точкою).

Рис.6.4.

Аналогічні типи генераторів реалізуються і на транзисторах. На рис.6.5 наведені дві схеми індуктивного і ємнісний трехточка. Відмінність від схем на електронних лампах складається необхідності застосування дільника напруги R1R2 для установки струму спокою бази і розв'язує конденсатора Ссв. У індуктивної трехточка застосовано послідовне харчування контуру і транзистора, а в ємнісний паралельне.

Рис.6.5.

налаштування LC-генератори на необхідну частоту здійснюють зазвичай зміною невеликої ємності додаткового конденсатора, включеного паралельно основному конденсатору резонансного контуру. У сучасних автогенераторах для зміни частоти коливань застосовують варикапи і підстроювання, або навіть перебудову частоти, виробляють з їх допомогою електронним способом.



 Шуми в підсилювачах. |  RC-генератори.

 Випрямлячі та інвертори промислової частоти. |  Класифікація та основні характеристики підсилювачів. |  Принцип дії підсилювача. |  Коефіцієнт посилення підсилювача зі зворотним зв'язком. |  Приклади негативного зворотного зв'язку в підсилювачах. |  Підсилювачі постійного струму. |  Вузькополосні (резонансні) підсилювачі. |  Підсилювачі потужності. |  Диференційний підсилювач. |  Операційні підсилювачі. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати