Тема 4.6. Генерирование колебаний

Генерирование колебаний. Определение автогенератора, его структурная схема. Назначение, классификация и требования, предъяв­ляемые к автогенераторам. Обобщенная структурная схема автогенера­тора. Процесс самовозбуждения. Условия самовозбуждения автогенера­тора - баланс фаз и баланс амплитуд. Уравнение автогенератора. Коле­бательные характеристики. Мягкий и жесткий режимы самовозбужде­ния.

Классификация схем LC автогенераторов. Автогенераторы с трансформаторной обратной связью. Обобщенная трехточка. Трехто­чечные схемы автогенераторов. Обеспечение в них режимов возбуждения и выполнение условий самовозбуждения.

Область применения. RC - автогенераторы с фазосдвигающей, с фа-зобалансной цепями обратной связи и мостом Вина. Условия самовозбу­ждения и генерирования гармонических и релаксационных колебаний.

Студент должен:

знать:

механизм возникновения автоколебаний;

условия самовозбуждения в автогенераторах;

режимы работы автогенератора;

схемы LC и RC - автогенераторов;

методы стабилизации частоты, формы и мощности генери­руемых колебаний.

Данная тема, изложенная в [1, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4.], является осново­полагающей для успешного изучения всего раздела по генерированию ко­лебаний, так как в ней заложены основные понятия и условия для возбуж­дения и поддержания незатухающих колебаний.

Для этого необходимо усвоить условия самовозбуждения: баланс фаз и баланс амплитуд и разобраться с условиями обеспечения мягкого и же­сткого режимов самовозбуждения автогенераторов. Нужно уяснить физи­ческую суть процесса самовозбуждения автогенератора и условия возник­новения стационарных незатухающих колебаний. Важно уяснить, что LC -генераторы бывают двух видов: двухточечные и трехточечные схемы. Не­достаток автогенераторов с трансформаторной связью заключается в необ­ходимости иметь две катушки индуктивности. На практике чаще исполь­зуют генераторы с автотрансформаторной или емкостной обратной связью, в которых напряжения обратной связи снимаются с части колебательного контура.

На примере схемы обобщенной трехточки нужно понять, как пра­вильно составить схему автогенератора, в которой будет выполняться ба­ланс фаз и амплитуд на частоте, близкой к резонансной в колебательном контуре.

Необходимо понять принципиальное отличие схем LC - и RC- авто­генераторов и условия генерирования RC- схемами низкочастотных неси­нусоидальных (релаксационных) колебаний наряду с гармоническими. Важно уяснить, каким образом соблюдается баланс фаз и амплитуд в RC-генераторах, как определить частоту генерируемых колебаний. Рекоменду­ется разобраться с принципом построения RC-генераторов с фазосдви­гающей цепочкой и с мостом Вина, методами стабилизации частоты* фор­мы и мощности колебаний в этих схемах и возможностью применения та­ких схем на практике.

Вопросы для самопроверки

1. Что называют автогенератором?

2. Какие виды автогенераторов Вы знаете?

3. Назовите условия самовозбуждения автогенератора.

4. От чего зависит частота колебаний LC- генератора?

5. Как происходит стабилизация частоты АГ с помощью примене­ния кварца?

6. Какие режимы работы АГ Вы знаете?

7. Начертите упрощенные схемы LC- генератора трехточек, поясни­те, как подбираются реактивные элементы.

8. Поясните способы повышения стабильности амплитуды, частоты и формы колебаний АГ.

9. Назовите основные виды RC- автогенераторов и поясните усло­вия их самовозбуждения.