Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
литература / Гудков С. А. Устройства.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
13.05.2026
Размер:
4.91 Mб
Скачать

1.2 Параметры автогенераторов

Основными параметрами автогенератора являются:

-выходная мощность, Рвых

-коэффициент полезного действия, η

-стабильность частоты, δω

-уровень гармоник в выходном колебании, Pn P1

Так как автогенераторы являются первичными источниками колебаний радиосистем, то часто основным требованием является стабильность частоты, а именно, стабильность первой гармоники. Для повышения стабильности частоты задающего генератора применяют всевозможные меры, о которых речь пойдет ниже.

1.3 Классификация автогенераторов

Классифицировать автогенераторы можно по следующим признакам:

-по типу активного элемента, например, ламповый, транзисторный, диодный и т.п.

-по количеству активных элементов, однотактный, двухтактный и т.п.

-по схемному построению

-по количеству и виду колебательных цепей, одноконтурный, двухконтурный и т.п.

-по типу элементов КЦ - LC, RC-автогенераторы.

1.4 Режим самовозбуждения АГ

Как было уже сказано, что автогенератор основан на гармониках тока (ГВВ с положительной обратной связью), то для него существует все типы

8

режимов, характерных для ГВВ, особенностью которых является нелинейность.

Поэтому для анализа автогенератора обычно рассматривают два случая: режим самовозбуждения, когда амплитуда колебаний мала и нелинейностью можно пренебречь и установившийся режим, когда систему можно рассматривать применительно к какой-либо гармонике тока, например, к первой.

Рассмотрим режим самовозбуждения для ГВВ охваченного положительной обратной связью, рис.1.2. Колебательная цепь – параллельный контур LCR, цепь обратной связи – четырехполюсник с коэффициентом передачи К.

 

 

iвых

iL

iC

iR

Uвых

ПОС

АЭ

L

С

R uвых

uвх

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2 - К анализу режима самовозбуждения АГ:

 

 

Для простоты изложения примем следующие условия:

 

 

Цепь ПОС и АЭ по входу не потребляет ток. Пар

аметр АЭ

Д = 0,uвх = Kuвых . Согласно схеме рис. 1.2 имеем следующее соотношение:

 

 

iвых =iL +iC +iR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.1)

 

 

iвых = Suвх ; iL =

 

1

 

 

uвыхdt ; iC = C

duвых

;

iR =

uвых

(1.2)

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

R

 

 

 

С учетом ПОС подставим (1.2) в (1.1), получим

 

 

 

KSUвых = C

duвых

 

 

+

1

 

uвыхdt +

uвых

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

Дифференцируя это выражение по t, получим уравнение:

d 2u

 

 

 

1SKR du

 

 

 

 

 

+

1

uвых = 0

или uвых + 2αuвых +uвых = 0

,

 

 

 

+ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вых

 

 

 

 

 

вых

 

 

 

 

 

 

 

 

′′

 

 

 

 

2RC

 

 

 

 

LC

 

 

 

 

 

 

 

dt2

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

1 SKR

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Где α =

,

ω

0

=

 

 

 

– частота резонанса КЦ.

ω

=

ω2

α2

-

 

 

 

 

 

 

2RC

 

 

 

LC

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

частота свободных

колебаний

генератора. uвых = uвхeαt

sin(ωсвt +ϕ0 ) , α -

декремент затухания, если α>0, то колебание затухает, если α<0, то нарастает. Таким образом, для малых амплитуд получим следующее условие самовозбуждение генератора

SKR 1

(1.3)

Из этого соотношения вытекает условие: для самовозбуждения

автогенератора при заданных К и

R активный элемент должен иметь

отпирающее фиксированное смещение, то есть через АЭ должен протекать начальный ток, обеспечивая необходимую крутизну S>0.

Процесс самовозбуждения АГ следующий: на АГ подается питание, через приоткрытый АЭ начинает протекать начальный ток, колебательная цепь подключается к источнику, в ней начинают нарастать колебания согласно (1.3) и генератор выходит на заданный режим. Отсюда следует: для самовозбуждения автогенератора активный элемент должен иметь положительное (отпирающее) фиксированное смещение.

1.5 Стационарный режим автогенератора

После самовозбуждения генератор в конце концов переходит в стационарный режим. Как и в ГВВ здесь присутствует нелинейность, ток активного элемента является суммой гармоник. Но, если рассматривать задачу применительно к одной гармонике, то она решается просто, если найдены коэффициенты передачи по этой гармонике элементов генератора. На рисунке 1.3 имеем автогенератор в стационарном режиме, содержащий активный элемент АЭ, колебательную цепь КЦ и цепь обратной связи ПОС.

10

 

 

 

К

 

Uвх

 

 

 

U1

 

ПОС

 

 

 

 

 

Scp

 

 

 

Zэ

 

АЭ

I1

 

КЦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.3 – схема АГ для стационарного режима

По кольцевой цепи, рисунок 1.3, циркулирует комплексный ток первой гармоники I1 , на выходе КЦ (входе ПОС) действует комплексное напряжение U1 , на выходе ПОС (входе АЭ) действует входное напряжение

Uвх АЭ. Коэффициент передачи АЭ Scp = I1 -комплексная средняя крутизна

U вх

определяющая связь между током I1 и

Uвх . Колебательная цепь

характеризуется комплексным сопротивлением

ZЭ =

U1

, а цепь обратной

 

 

 

I1

связи K = UUвх1 . Эти параметры и зависимости существуют реально и могут

быть определены кака расчетом, так и экспериментально. Исходя их вышеизложенного можно записать три уравнения:

I

= S U

вх

АЭ

 

 

1

 

cp

 

 

 

 

U1

 

= ZЭI1 КЦ

 

(1.4)

U

 

= КU

 

ПОС

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

вх

 

 

 

 

 

 

Перемножая эти уравнения, получим комплексно уравнение

автогенератора

 

 

Scp KZЭ =1

 

 

(1.5)

где Scp

= Scpe jϕs , K

= Ke jϕk , ZЭ = Ze jϕz

(1.6)

подставляя (1.6) в (1.5) получим:

 

Scp KzЭe j(ϕs +ϕk +ϕz ) = 1, что равносильно двум уравнениям

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

Соседние файлы в папке литература