Автогенератор – это радиотехническое устройство, предназначенное для преобразования энергии источника постоянного тока в энергию незатухающих электрических колебаний. В автогенераторе, колебания возникают без постороннего воздействия при включении источника питания.
Автогенератор можно представить как усилитель с положительной
обратной связью.
Система уравнений для комплексных амплитуд 1-й гармоники сигнала:
; ; ,
где - амплитуда гармонического напряжения на контуре (колебательная система фильтрует все гармоники, кроме 1-й); - эквивалентное сопротивление контура на частоте 1-й гармоники сигнала; - комплексный коэффициент обратной связи.
Совместное решение дает основное уравнение АГ в комплексной форме по 1-й гармонике сигнала:
Это уравнение распадается на уравнения для произведения модулей и суммы фаз, соответственно называемые уравнениями баланса амплитуд
и фаз, где - сдвиг фаз между и , - сдвиг фаз между и , - сдвиг фаз между и .
Уравнение баланса амплитуд указывает на необходимость пополнения энергии в контур за счет цепи обратной связи, которое покрывало бы потери в нем, а уравнение баланса фаз - на соблюдение условия фазировки: дополнительные колебания, вводимые в контур, должны совпадать по фазе с уже существующими. Количество дополнительной энергии можно регулировать за счет модуля коэффициента обратной связи К, а фазирование - за счет его фазы. Поскольку электронный прибор поворачивает фазу сигнала на величину, близкую к π, то согласно балансу фаз, на такую же величину должен происходить поворот фазы сигнала и за счет цепи обратной связи.
Разорвем ОС для анализа баланса амплитуд
Мягкий режим самовозбуждения требует незначительного скачка, например при включении питания. Но колебания происходят в режиме колебаний первого рода, который характеризуется малым КПД.
- наклон прямой, соединяющий любую точку кривой с началом координат.
Характеристика ОС зависит от К и сопротивления нагрузки.
- условие самовозбуждения АГ
Нагрузочная характеристика АГ
Колебательная характеристика автогенератора
Жесткий режим самовозбуждения возможен только в режиме колебаний второго рода, который характеризуется высоким КПД, но требуется большой начальный скачек для возникновения колебаний.
- самовозбуждения не будет. Для самовозбуждения АГ сначала должен быть в мягком режиме.
Для того чтобы АГ возбуждался в мягком режиме, а в стационарном состоянии работал в энергетически выгодном режиме с отсечкой тока, применяют автоматическое смещение на управляющий электрод усилительного элемента.
Для ламп и полярных транзисторов смещение по
Для биполярных транзисторов
Фиксированное смещение применяется для того, чтобы АГ был в активном режиме.
Увеличение автосмещения приводит к увеличению колебания АГ.
Нужно, чтобы следило за : <
Чтобы цепь и С закорачивалась
<- работа генератора
>- срыв генерации
Фиксированное смещение применяется для самовозбуждения генератора, а автоматическое смещение для вывода АГ в заданный режим.