Разделы сайта

Анализ стационарного режима автогенератора

Для генераторов с внешней цепью обратной связи условия стационарности иногда используют в виде:

Первое равенство очевидно, потому что К = SСРZК, а КОС = b. В уравнении баланса фаз jК = jS + jZ + p, а jb = jОС + p.

Выводы:

Целью анализа стационарного режима является выявление условий наступления этого режима и определение амплитуды и частоты колебаний.

Выявление условий стационарности сводится к анализу нелинейной электрической цепи приближенными методами, среди которых широкое применение нашел квазилинейный метод анализа.

В квазилинейном методе анализа нелинейный элемент заменяется линейным со средними параметрами (в частности, средней крутизной) по отношению к первой гармонике выходного тока. Необходимым условием применения квазилинейного метода является высокая добротность контура.

Условия стационарности могут иметь различные формы записи, в зависимости от конкретной схемы автогенератора:

Эти условия записываются обычно в виде двух вещественных уравнений каждое, первое из которых называется уравнением баланса фаз, позволяющим определить частоту колебаний автогенератора, а второе - уравнением баланса амплитуд, позволяющим определить амплитуду колебаний в стационарном режиме:

. В стационарном режиме энергия колебаний, вносимая активным прибором в контур, равна энергии потерь в нем (GАП = GЭ). На резонансной частоте эквивалентная проводимость колебательного контура во много раз больше собственной проводимости активного прибора GЭ >> 1/R i, поэтому можно полагать, что GЭ » 1/RЭ, а на резонансной частоте контура ZК = RЭ0.

.3.2 Графический анализ стационарного режима автогенератора

При изменении амплитуды колебаний вследствие нелинейности вольт-амперной характеристики активного прибора (например, транзистора) средняя крутизна SСР будет зависеть не только от типа усилительного прибора, но и от амплитуды напряжения на управляющем электроде (базе транзистора):

Зависимость называют характеристикой средней крутизны. Обычно она снимается экспериментально для конкретного активного прибора.

Амплитуда первой гармоники выходного тока Im1 активного прибора (тока коллектора) тоже будет зависеть от амплитуды входного напряжения:

Зависимость называют колебательной характеристикой.

Обе характеристики отображают нелинейные свойства активного прибора.

Из равенства для стационарного режима, учитывая, что на резонансной частоте контура ZК = RЭ0, следует

Так как произведение есть не что иное, как коэффициент усиления активного прибора автогенератора, то выражение можно представить как

Таким образом, выражение является условием баланса амплитуд. В этом условии две величины (КОС и RЭ0) от амплитуды колебаний не зависят, а величина крутизны SСР зависит от UmБЭ. Следовательно, условие баланса амплитуд выполняется лишь при определенной "стационарной" амплитуде UmСТ.

Для определения амплитуды стационарных колебаний используется характеристика средней крутизны (рис. 2.8.).

Рис. 2.8. Характеристика средней крутизны автогенератора

Характеристика SСР(UmБЭ) описывает свойства нелинейной части схемы автогенератора. Прямая обратной связи, проведенная на уровне SСР=1/КОСRЭ0 определяет свойства линейной части схемы. Точка А пересечения этих зависимостей определяет амплитуду стационарных колебаний UmСТ, для которой выполняется условие баланса амплитуд. Участок характеристики средней крутизны, для которой UmБЭ < UmСТ, можно назвать областью возбуждения колебаний, а участок, где UmБЭ > UmСТ - областью затухания колебаний.

Найти амплитуду колебаний можно и с помощью колебательной характеристики Im1(UmБЭ). Если в выражении заменить SСР его значением из другого, то можно получить зависимость для стационарного режима автогенератора

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Самое читаемое:

Исследование зон затенения сигналов систем сотовой связи в районах г. Йошкар-Олы
С начала 70-х годов внимание исследователей и инженеров во многих странах было обращено к проблеме распространения ультракоротких волн (УКВ) в городах. Это связано с интенсивным развитием систем радиосвязи различного назначения - от телевидения до систем связи с подвижными объектами и радиотелефонии, играющих в жизни городов ...