Добавил:

chrysler_a57_mltbnk Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский технический университет связи и информатики

Предмет:

Радиопередающие устройства

Файл:

литература / Гудков С. А. Устройства.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

13.05.2026

Размер:

4.91 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 464 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

1.5.3Баланс фаз в автогенераторе

Вавтогенераторе, работающем в стационарном режиме, обязательно выполняется соотношение

ϕs +ϕk +ϕz = 2πn, где n = 0,1,2...,

(1.17)

называемое балансом фаз.

Из соотношения (1.17) следует, что сумма фаз на элементах автогенератора всегда кратна 2π . Рассмотрим три случая, рис.1.19.

	Iвых				Iвых	Uвх	Iвых
			U				φs<0
					φs≠0
Uвх	φs=0			вх		φk<π	φz=π
					φz<π
φk=0	φz=0		φk= π		Uвых	U

	U	вых					вых

Рисунок 1.19

Автогенератор имеет три элемента: активный элемент, колебательную цепь и цепь обратной связи. В первом случае имеем безынерционный АЭ (ϕs = 0 ), колебательную цепь, настроенную в резонанс (сдвиг по фазе Iвых и

Uвых, ϕz =π ), следовательно, согласно (1.17) в цепи обратной связи имеет место сдвиг по фазе ϕк =π . Во втором случае в активном элементе имеется сдвиг по фазе ϕs ≠ 0 , в цепи обратной связи фаза не изменилась, следовательно, по (1.17) произошла расстройка КЦ ϕz π . В случае 3 при таком же сдвиге ϕs , как и во втором случае, в цепь обратной связи внесен фазовый сдвиг ϕк π и КЦ настроена в резонанс ϕz =π .

Таким образом, если в каком-то элементе АГ происходит фазовый сдвиг, то обязательно он отрабатывается в других элементах. При этом изменяется

частота колебаний АГ, которая определяется колебательной цепью, а параметры ее, как известно, сильно зависят от частоты. На рисунке 1.20 представлены зависимости модуля и фазы сопротивления колебательного контура от частоты. Там же представлены суммарные фазовые сдвиги в АЭ и цепи обратной связи ϕsk , практически независимые от частоты в области изменений ϕz .

Z =

Rэ

,ϕ = −arctgQ(

−

ω0

) ≈ −arctg2Q

∆ω

(1.18)

(

−

)

φz

ω0

3π/2

φsk<π

ω3π

ω0

ω2

φsk>π

π/2

Рисунок 1.20

Для первого случая ( рис.1.19 а) имеем ϕsk =π . Согласно баланса фаз

ϕz = 2π −ϕsk =π

и частота

ω1 =ω0 , контур

настроен в резонансе.

Для

второго случая (рис. 1.19

в)

ϕsk =π +ϕs π

согласно баланса

фаз

ϕz = 2π −ϕsk =π −ϕs π , а

частота согласно рис.

1.20 ω2 ω0 .

Если же

ϕsk π ,

то согласно баланса фаз ϕz = 2π −ϕsk

π , а частота ω3

ω0 .

Для

третьего

случая

(рис. 1.19

с) ϕsk =π , ϕz =π ,

частота ω4 =ω0 , контур

настроен в резонанс. Расстройка контура ∆ω как следует из формул (1.18) тем меньше, чем больше добротность контура Q. Как будет показано ниже

баланс фаз определяет не только частоту автогенератора, но и ее стабильность.

2 LC-АВТОГЕНЕРАТОРЫ

Известно два вида схем однотактных автогенераторов на трех электродных активных элементах с колебательной цепью на LC-элементах:

-трехточечный автогенератор;

-автогенератор с трансформаторной связью.

2.1Трехточечные схемы автогенераторов

Вэтой схеме АГ – «трехточка» - цепь обратной связи совмещена с колебательной цепью, то есть является частью ее.

Вобщем виде эквивалентная схема трехточечного АГ представлена на рисунке 2.1. Она содержит активный элемент VT, колебательную цепь –

параллельный контур из элементов jx1 − jx3 и RЭ, цепь обратной связи jx3 , jx2 или jx1 , jx2 .

Iвых	jx3	Iвых
	jx3	Rэ Uвых
	jx1	Rэ Uвых
VT	Ik
Uвх	jx2

Рисунок 2.1 – Эквивалентная схема трехточечного АГ

Определим комплексные сопротивления колебательной цепи и коэффициент обратной связи, рис. 2.1 :

	U		вых			1					R x ( x	+ x	)
zЭ =			вых	= −					=		э 1 2	3
zЭ =				= −	1	1	1		=	− x ( x + x ) + jR ( x + x + x )
	I	вых			R +	jx + j( x	+ x	)		− x ( x + x ) + jR ( x + x + x )
					R +	jx + j( x	+ x	)		1 2	3	э 1	2 3
					э	1	2 3			1 2	3	э 1	2 3
					э	1	2 3

K =		jx2		=		x2	.
	j( x	2	+ x )		x	+ x
		2	3		2	3

При настройке в резонанс имеем x1 + x2 + x3 = 0 ,

x1 = −x2 − x3 ; Scp = UIвыхвх = Scp .

Баланс комплексных амплитуд при резонансе:

ScpKz = Scp( − x2 )( −RЭ ) = Scp x2 RЭ = 1. x1 x1

zЭ = −Rэ, K = − x2 , где x1

Так как Scp всегда больше нуля, то для выполнения баланса амплитуд необходимо, чтобы сопротивление x1 и x2 были одного знака, то есть либо индуктивности, либо емкости.

Таким образом, имеем два вида схем:

-индуктивную «трехточку» ИТ, рис. 2.2а;

-емкостную «трехточку» ЕТ, рис. 2.2 в.

			Uвых	Uвых
			Uвых
Iвых	С3		Iвых	L3
Iвых	С3
			RЭ	RЭ
			RЭ
VT		L1	VT	C1
VT		L1
	L2			C2
	L2
	а)			в)

Рисунок 2.2

Добротность колебательной цепи, рис. 2.1, равна отношению контурного тока Iк (при резонансе) к выходному току Iвых. Имеем:

I	к	= Uвых ,I	вых	= Uвых ,Q =	Iк	=	RЭ	.	(2.1)

		x1		RЭ	I вых		x1

Из сравнения схем, рис. 2.2 видно, что индуктивная трехточка имеет 2 навесных элемента – индуктивности L1 и L2 , а емкостная один - L3 .

Следовательно, АГ на ЕТ более компактный, чем на ИТ. Кроме того цепь

обратной связи ЕТ представляет собой фильтр нижних частот L3C2 , в а ИТ – фильтр верхних частот. Следовательно, подавление высших гармоник в схеме ЕТ лучше, чем в ИТ, то есть лучше качество выходного напряжения при той же добротности.

Рассмотрим далее влияние обратной связи на баланс фаз. На рисунке 2.3 представлена более подробная схема трехточечного генератора с учетом активного входного сопротивления активного элемента.

jx3

jx1 Rэ

Rвх jx2

Рисунок 2.3

Определим комплексный коэффициент обратной связи:

, где Zвх

+ jx

= R

+ jx

вх

вх 2

вх

Rвх jx2

+ R

− x x

вх

Определим фазу K : ϕk

= −arctg

xσ

(2.2)

Rвх( 1 +

)

вх

где x

x2 x3

- сопротивление «рассеяния».

x2 + x3

Из условия резонанса имеем

следовательно,

всегда

больше

и знак

xσ

определяется

знаком x2 , а

знак

фазы

определяется x3 .

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 464 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке литература

#
13.05.2026820.51 Кб0LC-bridge-oscillator-2_ru.pdf
#
13.05.202628.64 Mб0RPU2003.pdf
#
13.05.20264.91 Mб0Гудков С. А. Устройства.pdf