РЕЖИМЫ РАБОТЫ И ВОЗБУЖДЕНИЯ АГ
Энергетическое равновесие В АГ
По мере роста амплитуды колебаний начинает проявляться нелинейность ВАХ активного элемента и усиление уменьшается. Нарастание амплитуды колебаний АГ замедляется, а затем и вовсе прекращается. Наступает стационарный режим. Он характеризуется динамическим равновесием между поступлением энергии в колебательную систему и ее потерями. В установившемся режиме генератор выдает колебания постоянной частоты и амплитуды.
Стационарный режим работы автогенератора характеризуется постоянной амплитудой генерируемых колебаний.
Коэффициент усиления усилителя без обратной связи (см. структурную схему автогенератора):
,
где и - соответственно комплексные амплитуды выходного и входного напряжений;
- модуль коэффициента усиления;
- его аргумент, учитывающий сдвиг фаз между входным и выходным напряжениями усилителя.
Если в качестве колебательной системы использован одиночный колебательный контур с резонансным сопротивлением , то,
|
|
где - амплитуда первой гармоники выходного тока усилительного элемента.
,
где - средняя крутизна ВАХ усилительного прибора.
При малых значениях крутизна практически равна статической крутизне в рабочей точке, при увеличении она уменьшается.
Подставляя последнее выражение в предыдущее, получаем:
.
Тогда и
Коэффициент передачи цепи обратной связи:
где - аргумент коэффициента передачи, определяющий сдвиг фаз между входным и выходным напряжениями ЦОС.
Результирующий коэффициент усиления усилителя, охваченного цепью ОС:
.
Если в колебательной системе установятся синусоидальные колебания с постоянной амплитудой (стационарный режим):
Подставляя в это выражение значения и получаем:
.
Это условие стационарности АГ. Оно распадается на два:
или и ,