26. Автоколебательные цепи и генерирование гармонических колебаний

Автоколебательными называются активные электрические цепи, в которых без посторонних воздействий самостоятельно возникают электрические колебания. Такие колебания называются автоколебаниями, а сами электрические цени, в которых возникают автоколебания, - автогенераторами 

 Если контуру сообщить некоторое количество энергии, то в нем возникнут свободные колебания, По первому закону Кирхгофа (ЗТК)

, где  - начальная амплитуда напряжения на контуре, завися­щая от введенной в контур энергии;  - частота  собственных колебаний;  q - начальная фаза. В автогенераторах, используемых для получения высокочастотных гармонических колебаний, в качестве усилительных элементов используется транзисторы, электронные лампы, а в качестве цепей нагрузки – колебательные цепи с сосредоточенными или распределенными параметрами.

Причиной возникновения колебаний в автогенераторе являются флуктуации (случайные возмущения) тока в элементах реальной, а также за счет внешних помех Очевидно, важным условием возникновения колебаний является то, что фаза напряжения u_БЭ должна быть такой, при которой увеличение напряжения u_К вызывает увеличение коллекторного тока i_К и, тем самым, порождает новое увеличение u_К. Данное условие и есть условие баланса фаз. Баланс фаз достигается правильным включением вторичной обмотки трансформатора. Обратная связь, при которой выполняется баланс фаз, является положительной ОС .Самовозбуждение автогенератора возможно только при наличии положительной ОС.

27. Определение автоколебательной системы. Основные принципы реализации высокочастотных автогенераторов.

Автоколебания — это незатухающие колебания в нелинейной диссипативной системе, вид и свойства которых определяются самой системой и не зависят от начальных условий (по крайней мере, в конечных пределах). В цепях, содержащих обратные связи, могут возникнуть изменяющиеся во времени электрические токи без воздействия на эти цепи внешних управляющих сигналов. Такие цепи называют автоколебательными системами, а колебания - автоколебаниями.

Типичная структура автоколебательной системы - это структура с обратной связью, в которой часть выходного сигнала возвращается на вход через цепь обратной связи (на рис.1)

Рис.1

Для передачи сигналов электросвязи необходимо иметь генератор электрических колебаний высокой частоты- устройство, преобразующее энергию источника постоянного напряжения в энергию колебаний. Существуют генераторы с внешним возбуждением, в которых незатухающие колебания получают от внешнего источника, и генераторы с самовозбуждением (автогенераторы), для которых внешний источник не нужен. Колебания, получаемые в автогенераторах, называют автоколебаниями. Эти колебания могут быть гармоническими (синусоидальными) или релаксационными (несинусоидальными). Автогенераторы применяют не только в передающей, но и в приемной аппаратуре: в преобразователях частоты, демодуляторах и т.д. Независимо от назначения автогенераторов, они должны удовлетворять следующим общим требованиям: иметь достаточно высокое постоянство (стабильность) частоты колебаний и выходной мощности, а также возможно близкую с синусоидальной форму выходного напряжения. Для выполнения этих требований в схемах автогенераторов применяют ряд специальных мер.