Для емкостной трехточки имеем: x2 0,x3 0 , следовательно, ϕk 0 , то есть она компенсирует в какой то степени сдвиг фаз в активном элементе
,который обычно отрицательный, ϕs 0 . |
|
|
Для индуктивной трехточки наоборот, x2 0,x3 |
0 |
и ϕk 0 , что |
добавляет к сдвигу в АЭ. |
|
|
Из сравнения схем ЕТ и ИТ видно, что ЕТ лучше по всем параметрам:
1)более компактная;
2)меньше уровень высших гармоник в выходном напряжении;
3)цепь обратной связи имеет положительный фазовый сдвиг, что компенсирует отрицательный фазовый сдвиг в АЭ.
2.2Автогенератор с трансформаторной связью
Классическая схема АГ с трансформаторной обратной связью представлена на рисунке 2.4. Она содержит активный элемент VT, колебательную цепь – параллельный контур LC, где L – индуктивность первичной обмотки трансформатора ТР, а вторичная обмотка образует цепь обратной связи. Питание АГ – последовательное.
|
|
Тр |
+Еп |
|
|
* |
|
|
|
L |
C |
|
|
|
Cp |
R1 |
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
VT |
RH |
R2 |
C1 |
Rсм |
Ссм |
Рисунок 2.4 – АГ с трансформаторной связью
33
Кроме того АГ содержит цепь фиксированного смещения R1R2 Rсм , обеспечивающую отпирающее смещение цепь автоматического смещения по
выходу RсмСсм . |
Для этой схемы на биполярном транзисторе может быть |
|
выполнена также цепь автоматического смещения |
по входу R1R2С1 , где |
|
Rсм = R1 // R2 , |
Cсм = C1. Положительная обратная |
связь обеспечивает |
′ |
′ |
|
соответствующим звездочкам * подключением вторичной обмотки к АЭ. Рассмотрим цепь обратной связи в АГ с трансформаторной связью. Как
известно, в трансформаторе есть индуктивность рассеяния LP , которая согласно эквивалентной схеме трансформатора включена последовательно с вторичной обмоткой, рис. 2.5. Тем самым имеем фазовый сдвиг в цепи
обратной связи такой же как в индуктивной трехточке ϕk |
= −arctg |
xσ |
|
, где |
||||||||||||||||||||||||
Rвх |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xσ - сопротивление |
рассеяния |
|
xσ =ω0 LP , то |
есть |
|
фаза |
|
|
обратной |
связи |
||||||||||||||||||
отрицательная. |
Так как |
LP |
|
K |
|
L , то |
xσ |
в этой схеме меньше, чем |
|
xσ в |
||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
индуктивной трехточке, где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
x = |
x2 x3 |
|
= − |
x2 x3 |
=( x + x ) |
x2 |
=ω |
(L + L ) |
|
K |
|
=ω L |
|
K |
|
. |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
σ |
x |
+ x |
|
|
|
x |
1 |
|
|
2 |
x |
0 1 |
2 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
2 |
3 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Также здесь лучше подавление гармоник.
Очень часто вместо индуктивной трехточки используют схему с автотрансформаторной связью (рис. 2.6), похожую на индуктивную трехточку, рис. 2.2а.
|
Lp |
VT |
|
|
|
|
|
C3 |
M |
L1 |
|
|
|
|
|||
Uвх |
Rвх |
|
VT |
|
L2 |
|
|
|
|
Рисунок 2.5 Рисунок 2.6 – АГ с автотрансформаторной связью
34
Эта схема за счет жесткой обратной связи имеет свойства АГ с трансформаторной связью, то есть имеет меньший фазовый сдвиг и лучшую фильтрацию гармоник.
2.3 Фазирование автогенератора
Как следует из вышеизложенного обратная связь вносит фазовый сдвиг ϕk положительный (ЕТ) или отрицательный (ИТ, с трансформаторной связью). Следовательно, это может привести в расстройке колебательной цепи (контура) относительно резонансной частоты. Для того, чтобы не было этой расстройки применяют так называемое «фазирование» АГ, то есть последовательно с входом активного элемента включают реактивный элемент jx , как показано на рисунке 2.7.
uвых |
jx3 |
jx |
VT |
|
u |
|
|
jx1 |
jx2 |
Rвх |
uвх |
Рисунок 2.7
Определим коэффициент обратной связи K = uвх в этом случае:
uвых
uвых −u |
= |
|
u |
+ |
uвх |
,u −uвх = |
uвх |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
jx |
|
jx |
|
|
R |
|
jx |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 |
|
|
2 |
|
|
вх |
|
|
|
вх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Решая эту систему уравнений получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
K = |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x3 |
|
|
|
|
x |
|
|
|
x3 |
|
|
x3 |
|
|
|
x3 |
|
x |
|
x3 |
|
||
(1 + |
|
)(1 + j |
) + j |
|
|
(1 + |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
) + j (1 |
+ |
) |
|
+ |
|
||||||||||||||||
x2 |
|
Rвх |
|
Rвх |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
x2 |
|
Rвх |
|
Rвх |
|||||
Определим сдвиг фаз в цепи обратной связи:
35
|
|
|
x + |
x3x2 |
|
|
|
x + x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
x |
+ x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ϕ |
k |
= −arctg |
|
3 |
2 |
|
|
= −arctg |
|
σ |
;x |
|
|
= x // x . |
(2.3) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Rвх |
|
|
|
σ |
|
3 |
2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
Rвх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Из |
выражения |
(2.3) |
|
|
видно, что xσ |
|
может |
|
быть |
скомпенсировано |
|||||||||||
фазирующим элементом х. |
Например, |
если |
|
|
xσ 0 |
|
(ИТ, |
трансформаторная |
|||||||||||||
связь) включаем емкость с сопротивлением |
|
xc |
|
= |
|
xσ |
|
, если же xσ 0, то это |
|||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
должна быть индуктивность, чаще же в этом случае положительный фазовый сдвиг компенсирует фазу АЭ.
2.4 Принципиальные схемы трехточечных АГ
При составлении схем будем давать краткое описание: тип схемы (ЕТ, ИТ), тип АЭ, способ питания.
1) ЕТ, БТ, ОБ, последовательное питание
+Еп |
R1 |
L3 |
|
Cp |
I1 |
|
|||
|
|
VT |
C1 |
RH |
Cбл |
R2 |
Rсм |
С2 |
|
Рисунок 2.8 – ЕТ с общей базой
Колебательная цепь C1C2L3 . Питание осуществляется через индуктивность L3 , база VT заземлена по переменному току блокировочной емкостью Cбл, C2 выполняет также роль емкости автоматического
36
смещения, шунтируя Rсм. Фиксированное смещение – делитель R1R2 и Rсм, задает отпирающее смещение активного элемента.
2) ЕТ, БТ, ОЭ, параллельное питание
+Еп |
Lбл |
R |
Cp |
|
|
|
|
|
|
Cбл L3 |
RH |
C1 |
|
|
|
Cсм |
Rсм С2 |
R2 |
|
Рисунок 2.9 – ЕТ с общим эмиттером
Колебательная цепь C1C2L3 , питание параллельное через Lбл , L3 подключена через Сбл. Фиксированное смещение R1R2 Rсм - задает рабочую точку АЭ, автоматическое смещение Rсм, Cсм .
3) ИТ, ПТ, ОИ, последовательное питание
+Еп |
|
L1 |
C3 |
|
Cp |
|
|
|
|
|
RH |
L2 |
Rсм |
+ |
|
|
Ссм |
Рисунок 2.10 – ИТ с общим истоком
37
Самая простая схема. КЦ - L1L2C3 , АЭ – полевой транзистор на p-n переходе с каналом n-типа. Фиксированное смещение нулевое, автосмещение
Rсм, Cсм .
4) ИТ, БТ, ОК, последовательное питание, КЦ - L1L2C3 , фиксированное смещение R1R2 Rсм, автоматическое смещение Rсм, Cсм .
+ЕП |
R1 |
|
|
VT |
|
|
|
|
|
L2 Cбл |
Ср |
|
|
L1 |
R2 |
C3 |
RH |
|
Ccм |
Rcм |
Рисунок 2.11 – ИТ с общим коллектором
5) ЕТ, ПТ,ОС, параллельное питание, КЦ - C1C2L3 , фиксированное смещение R1R2 Rсм, автосмещение Rсм, Cсм .
+ЕП R1
VT
CP
C2
R2 |
L3 |
Lбл С1 |
RH |
Cбл Rсм Ссм
Рисунок 2.12 – ЕТ с общим стоком
38