лекции по электронике
.pdf
сутствии самовозбуждения необходимо переключить концы катушки Lб . Вто-
рое условие называют условием баланса амплитуд, которое состоит в том, что для возникновения автоколебательного режима необходима положительная об-
ратная связь с выхода усилительного элемента на его вход, причем затухание в контуре должно компенсироваться.
Практически глубина положительной обратной связи должна быть такой,
чтобы полностью восполнялись потери энергии в контуре.
Помимо рассмотренной выше схемы с трансформаторной связью широ-
кое распространение получили трехточечные схемы с индуктивной автотранс-
форматорной (рис. 24а) и емкостной (рис. 24б) обратной связью (ОС).
Рис. 24. Трехточечные схемы с индуктивной автотрансформаторной (а)
иемкостной (б) обратной связью
Вэтих схемах колебательный контур подключен к электродам транзисто-
ра (по переменному току) тремя точками: эмиттер, коллектор, база. Элементы контура к электродам транзистора должны подключаться так, чтобы выполня-
лось фазовое условие самовозбуждения генератора. В автотрансформаторной схеме с индуктивной ОС (рис. 24а) напряжение ОС снимается с части витков
Lб контурной катушки, которые заключены между эмиттером и базой транзи-
стора, и через конденсатор С1 подается на базу. Мгновенные значения напря-
-61-
жений па катушках Lб и Lк относительно средней точки противоположны
(сдвинуты по фазе на 180°).
В результате в схеме устанавливается положительная ОС и обеспечивает-
ся баланс фаз.
Амплитудное условие самовозбуждения удовлетворяется подбором зна-
чения ОС (числа витков катушки связи).
В схеме с емкостной ОС (рис. 24б) резонансный колебательный контур образован конденсаторами С1, С2 и катушкой Lк . Напряжение ОС снимается с конденсатора С2. Фазовое условие самовозбуждения в схеме удовлетворяется,
поскольку полярности мгновенных значений напряжений на конденсаторах противоположны по знаку. Условия баланса амплитуд обеспечиваются выбо-
ром емкости конденсатора С2 (при ее увеличении ОС уменьшается).
Генераторы RC-типа.
Для решения ряда электротехнических задач требуются низкочастотные автогенераторы синусоидальных колебаний, работающие в диапазоне частот от долей герца до сотен килогерц. Генерация таких колебаний с помощью LC - ге-
нераторов связана с большими конструктивными трудностями. В LC - генера-
торах при уменьшении частоты генерации необходимо увеличивать индуктив-
ность
Lк
и емкость
Cк
колебательного контура, так как
Г
|
1 |
|
|
L С |
|||
|
|||
|
к |
к |
|
. Увеличе-
ние емкости и индуктивности колебательного контура приводит к резкому воз-
растанию его габаритов и массы. Этого недостатка лишены автогенераторы RC
– типа, в которых вместо колебательных контуров используются избирательные
RC - фильтры. Структурная схема RС - генератора изображена на рис. 25а.
-62-
Рис.25. Структурная схема RС – генератора (а) и схема генератора
RC – типа с трехзвенной фазовращающей цепочкой
В этой схеме используется обычный резистивный усилитель. Для само-
возбуждения усилителя его необходимо охватить положительной обратной свя-
зью, т. е. на вход усилителя подавать часть выходного напряжения, превыша-
ющего входное или равное ему но величине и совпадающее с ним по фазе.
Для обеспечения необходимого фазового сдвига па частоте генерируемых колебаний применяют фазовращающие цепочки, которые имеют несколько RC - звеньев и служат для поворота фазы выходного напряжения усилителя на
180°. В связи с тем что одно RC - звено изменяет фазу на угол меньше 90°, ми-
нимальное число звеньев фазовращающей цепочки равно трем. Для того чтобы частота генерируемых колебаний зависела, главным образом, от параметров фазовращающей цепочки, а амплитуда колебаний оставалась бы стабильной в заданном диапазоне частот, усилитель должен обладать большим коэффициен-
том усиления по току, значительным входным сопротивлением и относительно малым выходным сопротивлением.
На рис. 25б изображена простейшая схема генератора RC -типа с трех-
звенной фазовращающей цепочкой.
-63-
Работа автогенератора начинается с момента подачи на него напряже-
ния EК . Делитель напряжений R1 , R2 обеспечивает открытие транзистора VT.
При этом возникает импульс коллекторного тока, который содержит широкий спектр частот, обязательно включающий в себя и необходимую частоту генера-
ции. Генерирование незатухающих колебаний требуемой частоты осуществля-
ется за счет обеспечения фазовых и амплитудных условий самовозбуждения Обеспечение фазовых условий достигается с помощью подбора соотношений между резисторами конденсаторами. В результате получается фазовый сдвиг в
180° между напряжениями на коллекторе и базе. Для выполнения амплитудно-
го условия коэффициент обратной связи должен быть равен:
1 |
h |
|
|
|
21э |
,
(96)
где
h21э
-коэффициент передачи тока транзистор включенного по схеме с ОЭ.
-64-
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Миклашевский С.П. Промышленная электроника / С.П. Миклашевский. –
М.: Высш. школа, 1964. – 377 с.
2.Пряшников В.А. Электроника (курс лекций) / В.А. Пряшников. –М.: Ко-
рона принт, 2000. – 415 с.
3.Китаев В.Е. Электротехника с основами промышленной электроники /
В.Е. Китаев. – М.: Высш. школа, 1980. – 253 с.
4.Дулин В.Н. Электронные приборы / В.Н. Дулин. – М.:Энергия, 1977. –
423 с.
5.Федотов В.И. Основы электроники / В.И. Федотов. – М.: Энергия, 1998. – 345 с.
6.Розанов Ю.К. Основы преобразовательной техники / Ю.К. Розанов. – М.:
Энергия, 1979. – 392 с.
7.Герасимов В.Г. Основы промышленной электроники / Под ред.
В.Г.Герасимова. - М.: Высш. школа, 1986. – 280 с.
8.Касаткин А.С. Электротехника / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. - М.: Энер-
гоатомиздат, 1983. – 245 с.
9.Волынский В.А. Электротехника / В.А. Волынский, Е.Н. Зейн, В.Е. Ша-
терников - М.: Энергоатомиздат, 1987. – 308 с.
-65-
Редактор
Корректор
|
|
Лицензия 020404 от 06.03.1997 |
||
Подписано в печать |
|
|
Формат 60x84 1/16. |
|
Бумага писчая. |
|
Печать RISO. |
|
усл.печ.л. |
уч.-изд.л. |
Тираж |
экз. |
Заказ |
«С» |
Издательство Казанского государственного технологического университета Офсетная лаборатория Казанского государственного
технологического университета
420015, Казань, К. Маркса, 68 -66-