Обобщенная схема автогенератора

Из предыдущего рассмотрения следует, что схема автогенератора должна содержать активный элемент с нелинейной вольтамперной характеристикой, колебательную систему (в данном случае контур), внешнюю цепь положительной ОС, по которой колебание с выхода колебательной системы подается на вход активного элемента. Такие автогенераторы являются генераторами с внешней ОС; структурная схема построения таких генераторов приведена на рис. 3.

Заметим, что нелинейный активный элемент с колебательной системой образуют нелинейный резонансный усилитель. Поэтому можно представить обобщенную структурную схему автогенератора с разомкнутой цепью обратной связи. Комплексная передаточная функция всей цепи H_p(jw) = U_ос(jw)/U_вх(jw) = H_у(jw)H_ос(jw).

Рис. 3

Для того чтобы в генераторе происходило самовозбуждение колебаний, необходимо, чтобы модуль комплексного напряжения | U_ос(jw)| на выходе схемы был больше модуля комплексного напряжения | U_вх(jw)| на входе схемы, откуда

| H_p(jw)| = | H_p(jw)|^.| H_ос(jw)| > 1.

При приближении к стационарному режиму модуль комплексного коэффициента передачи усилителя | H_p(jw)| за счет влияния нелинейности начинает уменьшаться до тех пор, пока не наступит динамическое равновесие:

| H_p(jw)| = | H_p(jw)|^.| H_ос(jw)| =1.

Это условие соответствует стационарному режиму и известно под названием баланса амплитуд. Фазовый сдвиг в разомкнутой цепи автогенератора

j_p(w) = j_p(w) + j_ос(w).

Баланс фаз, т. е. совпадение фаз напряжений на входе и выходе схемы, наступает при j_p(w) = 2p. Таким образом, сдвиг фаз в цепи обратной связи зависит от сдвига фаз в усилителе и дополняет его до 2p. Если на частоте генерируемых колебаний усилитель вносит сдвиг фаз j_у =2p, то цепь обратной связи должна на этой же частоте вносить сдвиг фаз j_ос(w) = p. В схеме автогенератора поворот фазы напряжения u_ос(t) на 180° достигается, как ранее отмечалось, соответствующим включением обмоток катушки индуктивности L_ос.

Лекция 11

Трехточечные схемы генераторов