• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Принципы построения генераторов

Принципы построения генераторов
Генератор является нелинейным устройством, которое преобразует, как уже сказано, энергию от источников питания в энергию колебаний.


Рис. 28. Обобщенная структура генератора (а);
временная диаграмма стационарного режима (б)

Она содержит усилитель с коэффициентом усиления K, частотно-избирательную цепь и цепь положительной обратной связи с коэффициентом m и цепь отрицательной обратной связи с коэффициентом β. Функционирование генератора можно разделить на два этапа: этап возбуждения генератора и этап стационарного режима.

На этапе возбуждения колебаний в генераторе появляются колебания и амплитуда их постепенно нарастает. На втором этапе амплитуда колебаний стабилизируется и генератор переходит в стационарный режим.

На этапе возбуждения колебаний основную роль играет цепь положительной обратной связи. Эта цепь определяет условие возбуждения колебаний, их частоту и скорость нарастания амплитуды. После возникновения колебаний их амплитуда нарастает до тех пор, пока действие нелинейной отрицательной обратной связи не ограничит их рост.
Поскольку на этапе возбуждения цепь отрицательной обратной связи не работает, рассмотрим более простую схему генератора, изображенную на рисунке 28, а. Цепь положительной обратной связи β обычно выполняется на пассивных элементах и потому имеет потери. Затухание сигнала в цепи обратной связи компенсируется усилением, которое обеспечивает усилитель У. Рассмотрим условия, при которых в схеме могут возникнуть колебания.

При включении питания в схеме возникают колебания, обусловленные нестационарными процессами – зарядом емкостей и индуктивностей, переходными процессами в транзисторах или ОУ. Эти колебания поступают на вход усилителя в виде сигнала UBX и, пройдя усилитель, появляются на его выходе в виде сигнала UВЫХβ. С выхода усилителя колебания через цепь положительной обратной связи вновь поступают на вход усилителя, поэтому

Uвx = Uвыхβ или Uвых (1–Кβ) = 0,

где К – комплексное значение коэффициента усиления, β – передача цепи обратной связи.

Из уравнения следует, что напряжение на входе усилителя, а следовательно, и на его выходе может иметь конечное значение только при выполнении условия:

1 – Кβ = 0,

откуда находим условие возбуждения

Кβ = 1,

где произведение Кβ называется петлевым усилением усилителя с обратной связью.
Условие возникновения колебаний распадается на два условия, которые принято называть условиями баланса амплитуд и фаз:

| Kβ | = 1
arg (Kβ) = φK + φβ = 0.

Первое из условий означает, что в стационарном режиме полное петлевое усиление на рабочей частоте генератора должно быть равно единице, т. е. модуль коэффициента усиления усилителя должен быть равен модулю обратной величины коэффициента передачи звена положительной обратной связи |K| = | β-1 |. Иначе говоря, насколько сигнал ослабляется при передаче через цепь обратной связи β, настолько же он должен усиливаться усилителем.

Если коэффициент усиления усилителя |K| < |β-1|, то колебания в схеме генератора будут затухающими, и наоборот, при | К | > | β-1 | колебания будут нарастающими.

Зона проводимости

В верхней, так называемой зоне проводимости (ЗП), подавляющее число электронов фактически оторвано от атомов...

читать далее

Ударная ионизация атомов электронами

Такой пробой вызывается ударной ионизацией атомов электронами, вырванными из ковалентной связи под действием сильного...

читать далее

Обращенный диод

Разновидностью туннельного диода является обращенный диод, у которого туннельный эффект имеет место только в обратной...

читать далее