Реферат: Базовые схемы режимов самовозбуждения
1) транзистор VT p - n - p типа, выполняет роль усилительного нелинейного элемента;
2) колебательный контур L K C K G Э задает частоту колебаний генератора и обеспечивает их гармоническую форму, вещественная проводимость G Э характеризует потери энергии в самом контуре и во внешней нагрузке, связанной с контуром;
3) катушка L Б обеспечивает положительную обратную связь между коллекторной (выходной) и базовой (входной) цепями, она индуктивно связана с катушкой контура L К (коэффициент взаимоиндукции М);
4) источники питания Е Б и Е К обеспечивают необходимые постоянные напряжения на переходах транзистора для обеспечения активного режима его работы;
5) конденсатор С Р разделяет генератор и его нагрузку по постоянному току;
6) блокировочные конденсаторы С Б1 и С Б2 шунтируют источники питания по переменному току, исключая бесполезные потери энергии на их внутренних сопротивлениях.
Физические процессы в генераторе.
При подключении источников питания Е Б и Е К эмиттерный переход смещается в прямом направлении и возникает коллекторный ток i К (t), который в начале замыкается от + Е К через эмиттер – базу – коллектор транзистора и емкость С К на - Е К , поскольку емкость для перепада тока представляет собой короткое замыкание. Конденсатор С К заряжается, а затем начинает разряжаться через элементы контура L K G Э и в контуре возникают свободные колебания. Колебательный ток, проходя через L К , создает ЭДС взаимоиндукции в катушке L Б . Эта ЭДС прикладывается к эмиттерному переходу транзистора через емкость С Б1 и управляет токами базы и коллектора. Переменная составляющая коллекторного тока, протекающая по цепи: коллектор, контур L K C K G Э , эмиттер, база, коллектор, восполняет потери энергии в контуре и, если выполнены условия самовозбуждения, то колебания в нем будут нарастать по амплитуде. Первое условие самовозбуждения называется фазовым и оно достигается тем, что катушка L Б включается встречно катушке L К . В этом случае напряжение на базе U БЭ будет изменяться в противофазе с напряжением на коллекторе (соответственно, и с напряжением на контуре U К ) и выходная проводимость транзистора окажется отрицательной. Это означает, что транзистор является источником энергии по переменному току. Но одного фазового условия недостаточно, необходимо еще выполнение амплитудного условия самовозбуждения, т. е. чтобы энергия W (+), поступающая в контур от транзистора, превышала потери энергии W (-) на проводимости G Э . Практически это достигается выбором М > МКР , где МКР – величина М, при которой выполняется равенство W (+) = W (-). Частота генерируемых колебаний примерно равна резонансной частоте контура
поскольку при Q >> 1, величина коэффициента затухания d
Достоинства схемы : возможность плавной, независимой регулировки частоты (путем изменения С К ) и амплитуды (путем изменения М) колебаний.
Недостаток схемы заключается в том, что на высоких частотах затруднена регулировка амплитуды колебаний из-за влияния паразитной емкости между катушками L K и L Б , поэтому генераторы с трансформаторной обратной связью применяются в диапазонах длинных и средних волн (ДВ и СВ).
При расчете параметров генератора необходимо определить частоту генерируемых колебаний, резонансную частоту контура, добротность контура, а также выполнение амплитудного и фазового условия самовозбуждения.
Пример
Автогенератор с трансформаторной обратной связью (рис. 6) имеет параметры контура L K = 3 мкГн, С К = 90 пФ, G Э = 25 Ом.
Определить частоту собственных затухающих колебаний колебательного контура w1 , резонансную частоту w0 и добротность Q колебательного контура.
Решение задачи.
Поскольку включение катушек L Б и L K произведено встречно, что обеспечивает противофазное изменение напряжений на базе и коллекторе транзистора, то фазовое условие самовозбуждения выполнено. Амплитудное условие самовозбуждения будет достигнуто выбором М > МКР .
Для определения режима свободных колебаний в контуре рассчитаем его параметры.
Частота собственных колебаний контура определяется выражением
Для ее определения вычислим резонансную частоту контура и коэффициент затухания контура:
Отсюда
Добротность контура вычислим по формуле
