Структурная схема автогенератора

Основными элементами генератора синусоидальных высокочастотных колебаний являются: избирательная цепь ИЦ (в частности колебательный контур); усилительный (генераторный) элемент (УЭ); цепь положительной обратной связи (ПОС); источник питания (ИП) (рисунок 2.1.1).

Рисунок 2.1.1.1 Структурная схема автогенератора

Во всякой избирательно цепи, к которой относится и колебательный контур, всегда существуют флуктуационные токи, которые вызваны тепловым хаотическим движением свободных электронов в проводниках. Вследствие этого в контуре всегда возникают и непрерывно затухают собственные колебания с малыми амплитудами.

Если бы избирательная цепь не имела потерь, то колебания в ней продолжались

бы сколь угодно длительное время. Однако поскольку в реальных цепях всегда имеются потери, то колебания в ИЦ всегда будут затухать. Для поддержания колебаний в ИЦ необходимо компенсировать потери сигнала. С этой целью в систему вводится усилитель сигнала (УЭ) и специальная связь, называемая положительной обратной связью (ПОС).

Таким образом создается замкнутая структура схемы (рисунок 2.1.1), которая и называется автоколебательной системой. Электронное устройство, реализующее эту структуру называют автогенератором (АГ).

Восполнение потерянной энергии сигнала в избирательной цепи для сохранения незатухающих колебаний, обеспечивается в том случае, когда выполняются два условия:

1. Баланс амплитуд. Потери в избирательной цепи, приводящие к уменьшению амплитуды свободных колебаний должны непрерывно пополняться, то есть потери должны компенсироваться. Условие обеспечение баланса амплитуд: К_у·К_ос = 1. То есть произведение коэффициента усиления на коэффициент обратной связи должно быть равно 1.

2. Баланс фаз. Восполнение потерянной энергии должно происходить в определенные моменты времени. Первая гармоника выходного тока усилительного элемента, доставляющая энергию в контур должна совпадать с полярностью колебательного напряжения в избирательной цепи. То есть фаза сигнала, подводимого к базе усилительного элемента должна совпадать с фазой сигнала, передаваемого с выхода усилителя через цепь ПОС.

Другими словами, условие баланса амплитуд определяет количественную сторону пополнения энергии в избирательной цепи, а условие баланса фаз определяет фазовые соотношения в автогенераторе и указывает на время (фазу) когда должно происходить это восполнение энергии.

Названные условия выполняются с помощью цепи обратной связи, которая служит для передачи части энергии из контура (ИЦ) на управляющий электрод усилительного элемента.

Следует иметь в виду, что названные условия самовозбуждения являются и необходимыми и достаточными. Выполнение лишь одного условия баланса, не обеспечивает автогенерации системы.