ЛР1_шпаргалка

Генератор с внешним возбуждением (ГВВ) – это усилитель мощности, преобразующий энергию источника постоянного тока в энергию тока высокой частоты, причем частота на выходе генератора определяется частотой поданных на его вход колебаний. Нагрузка ГВВ может быть как резонансной, так и апериодической.

Режим работы усилителя определяется положением рабочей точки на характеристике прямой передачи по току усилительного прибора- лампы, транзистора.

Режим А

Режим А характеризуется тем, что рабочая точка ( р.т.) в режиме покоя выбирается на линейном участке (обычно посередине) передаточной характеристики.

Переменный ток через транзистор протекает на протяжении всего периода колебаний.

Угол отсечки 180

Теоретическое значение максимального КПД при синусоидальной форме выходного сигнала в режиме класса А равно 50%, т.к. большой ток покоя существует даже при полном отсутствии входного сигнала.

От внешнего генератора на базу транзистора подается напряжение возбуждения:

Под действием этого напряжения в коллекторной цепи транзистора потечет ток:

Если колебательный контур настроен в резонанс с частотой возбуждения, то он оказывает переменной составляющей тока большое и чисто активное сопротивление Rэ . Переменная составляющая тока создает на контуре падение напряжения:

Вследствие усилительных свойств транзистора мощность колебаний в нагрузке будет больше подводимой к базе мощности. То есть ГВВ по сути является усилителем мощности. Постоянный ток, протекающий через контур, создает на нем очень незначительное напряжение. Поэтому можно считать, что и источник питания расходует мощность:

Эта мощность называется подводимой. Она вся выделяется на транзисторе в виде тепла.

Поскольку протекающий через контур ток к i и создаваемое на контуре переменное напряжение Uк при резонансе совпадают по фазе, то на контуре выделяется активная мощность:

Эта мощность является полезной. Коэффициент полезного действия ГВВ составляет:

Для повышения КПД нужно увеличивать Pк , а для этого необходимо увеличивать . Но эта величина не может быть больше , а Uк не может быть больше Eп . Поэтому в режиме первого рода (класс «А»):

Поскольку реально . Это очень низкий КПД и такой режим целесообразно использовать только в маломощных усилителях.

Режим B

Режим В характеризуется тем, что рабочая точка выбирается в начале переходной характеристики усилительного элемента 

Ток через транзистор протекает в течение полупериода напряжения возбуждения.

Импульсы тока транзистора в этом режиме имеют косинусоидальную форму с углом отсечки тока θ  90 .

Если, не изменяя положения рабочей точки продолжать увеличивать амплитуду напряжения возбуждения, то транзистор может переходить в режим насыщения, когда его ток уже мало зависит от напряжения возбуждения.

2ЛР

Баланс амплитуд – это условие поступления определенного количества энергии от источника питания в контур, достаточной для компенсации всех потерь в контуре и поддержания колебаний незатухающими. Баланс фаз означает, что ток от источника питания, проходя через транзистор, должен совпадать по фазе с контурным током. Другими словами, передача энергии в контур должна происходить в такт с частотой возникших в нем колебаний и в требуемом количестве.

Условие баланса амплитуд означает, что в стационарном режиме работы автогенератора на генерируемой частоте   полное усиление при обходе кольца обратной связи должно составлять единицу, а условие баланса фаз – полный фазовый сдвиг при обходе кольца обратной связи должен быть равен 0 или кратен  .

ПОС

Когда усилитель работает без обратной связи, то он находится в режиме с "разомкнутой петлёй". С обратной связью (или положительной, или отрицательной) усилитель находится в режиме с "замкнутой петлёй". В обычных усилителях отрицательная обратная связь используется реализации преимуществ касательно полосы пропускания, искажений и генерации шумов, и в этих схемах усиление при замкнутой петле обратной связи намного меньше, чем усиление при разомкнутой петле. Несмотря на это, когда используется положительная обратная связь, то усиление при замкнутой цепи обратной связи (когда она присутствует) будет больше, чем при разомкнутой цепи обратной связи, коэффициент усиления этого усилителя увеличивается за счёт обратной связи. Дополнительный эффект от введения положительной обратной связи это уменьшение полосы пропускания (но это не существенно для генераторов, производящих синусоидальные колебания одной частоты) и увеличение искажений. Несмотря на это, даже довольно сильные искажения в усилителе допустимы для некоторых конструкций синусоидальных генераторов, где форма выходного сигнала не настолько важна. 

В генераторах, использующих положительную обратную связь, очень важно то, что амплитуда сигнала на выходе генератора остаётся стабильной. Так что усиление замкнутой петли обратной связи должно быть равно 1 (единице). Другими словами, коэффициент усиления усилителя должен соответствовать ослаблению сигнала в цепи обратной связи. Таким образом, там не будет возникать ни увеличения, ни уменьшения амплитуды выходного сигнала