5.8. Особенности применения приборов с отрицательным сопротивлением

В реальных схемах усилителей и генераторов, использующих двухполюсники - и-типов (см. ВАХ на рис. 5.15) положение рабочей точки определяется пересечением ВАХ нелинейного элемента с нагрузочной прямой, как, например, на рис. 5.17. Рабочую точку выбирают на падающем участке ВАХ, чтобы можно было осуществить режим усиления или генерации. Сопротивление реального прибора- или-типа не является чисто активным из-за наличия паразитных индуктивностей и емкостей в эквивалентной схеме прибора. При достаточно большой амплитуде колебаний мгновенные значенияина какую-то часть времени периода колебаний могут выходить за пределы падающего участка, ограниченного экстремальными точкамиина рис. 5.15. При прохождении этих точек в приборах-типа медленным изменениям тока со временем соответствуют быстрые изменения напряжения. Тогда на эквивалентной схеме прибора (см., например, рис. 5.18) необходимо учесть паразитную емкость, включенную параллельно сопротивлениюприбора, так как ток через нееможет быть значительным. В приборах-типа в окрестности экстремальных точекимедленным изменениям напряжения со временем соответствуют быстрые изменения тока. Тогда на эквивалентной схеме прибора необходимо учесть паразитную индуктивность, включенную последовательно сопротивлениюприбора, так как напряжение на нейможет быть значительным.

Как уже отмечалось, чтобы облегчить выполнение условия (5.38) устойчивости по постоянному току (стабильности положения рабочей точки в положении на рис. 5.17), практически в схемах автогенераторов с приборамитипа используют источник напряженияс малым значением внутреннего сопротивлениякак источник питания (см. рис. 5.18). Значениедолжно быть столь малым, чтобы нагрузочная прямая, имея крутой наклон к оси абсцисс, пересекала ВАХ только в одной точкенеустойчивого равновесия. Тогда положения устойчивого равновесияи(см. рис. 5.19, а) не реализуются. Из них генерация автоколебаний под действием флуктуаций, в отличие от положения неустойчивого равновесия, невозможна.

Рис. 5.19

Эквивалентная схема автогенератора на приборе типа, обобщающая схему автогенератора на(см. рис. 5.18), показана на рис. 5.20.

Рис. 5.20

Комбинируя условие устойчивости по постоянному току (5.38) и условие неустойчивости по переменному току, обратное к (5.39), получаем условия, при которых возможна генерация автоколебаний:

(5.40)

Из рис. 5.20 видно, что цепь, подключенная к прибору типа, должна быть параллельным колебательным контуром.

Аналогичные рассуждения применим к автогенератору на приборе типа (см. рис. 5.19, б). Если внутреннее сопротивлениеисточника питания автогенератора сделать достаточно большим, то можно обеспечить, чтобы нагрузочная прямаяпересекала ВАХ нелинейного элемента только в одной точке, соответствующей состоянию неустойчивого равновесия. Значит,источник питания автогенератора на приборе типа должен быть источником тока.К прибору типа в качестве нагрузки подсоединяется колебательный контур как резонансная система для генератора гармонических колебаний. Его сопротивление должно быть малым по сравнению с внутренним сопротивлением источника питания. Иначе источник не будет источником тока. Значит,колебательный контур должен быть последовательным. Эквивалентная схема автогенератора на приборетипа показана на рис. 5.21.

Рис. 5.21