АНАЛІЗ РЕЖИМІВСамозбудженням. БАЗОВІ СХЕМИ
Зміст
Введення
Порівняльний аналіз режимів самозбудження генератора
Автогенератор з трансформаторної зворотним зв'язком
Автогенератор на тунельному діоді
Узагальнена схема триточкового генератора
Висновок
Література
Введення
Провівши порівняльний аналіз режимів самозбудження автогенератора,зазначивши достоїнства і недоліки цих режимів, необхідно акцентуватиувагу на суміщенні їх достоїнств в автоматичному зміщенні шляхом аналізуконкретних схем його забезпечення.
Розглядаючи базові схеми автогенераторівіз застосуванням трансформаторів і тунельних діодів, особливу увагу слідприділити на розуміння курсантами фізичних процесів, що відбуваються присамозбудженні і роботі генераторів, а також зробити опору на вивченітеоретичні основи автоколивань.
Перший патент на трьохточкову схему виданийінженеру американської фірми "Вестерн електрик" Р. Хартлі (1975 р.),ім'я якого вона носить в радіотехнічної літературі. Це індуктивнатрехточкі. У схемі Хартлея зворотний зв'язок змінюється шляхом переміщення точкиприєднання катода по витках котушки індуктивності контуру. У 1918 роціінженер тієї ж фірми Е. Колпітц запатентував схему лампового генератора ззворотним зв'язком місткості. Схеми Хартлея і Колпітца є основними схемамиавтогенераторів і прототипами всіх історично більш пізніх автогенераторів.
Наприкінці першої світової війни в лампової техніці генерування незгасаючихколивань були зроблені спроби використовувати внутріламповие ємності. Позитивназворотний зв'язок через ємність сітка-анод тріода, з якою боролися врадіоприймачах, тут виявилася корисною. Одна з ранніх схем такого типумала два контури - один в анодному ланцюзі, інший - в сіткової ланцюга і булаеквівалентна індуктивного трехточкі. Коливання виникали, коли контури буликілька засмучені щодо частоти генерації і мали індуктивнеопір. Ця схема знайшла застосування на коротких хвилях в радіоаматорськогопрактиці 20-х років. Пізніше з'явилися інші варіанти двоконтурнихгенераторів. Важливо підкреслити, що всі вони зводилися або до індуктивної, абодо ємнісної трехточкі. Принципи побудови лампових генераторів збереглися донаших днів, незважаючи на те, що елементна база ступнула далеко вперед (відлампового тріода до інтегральних мікросхем).
Порівняльний аналізрежимів самозбудження генератора
Проведемо порівняльний аналіз режимівсамозбудження, використовуючи при цьому різні характеристики автогенератора.
М'який режим.
Якщо робоча точка знаходиться на ділянці характеристики i K ( u БЕ ) знайбільшою крутизною, то режим самозбудження називається м'яким.
Простежимо за змінами амплітуди струмупершої гармоніки в залежності від величини коефіцієнта зворотного зв'язку К ОС .Зміна К ОС призводить до зміни кута нахилу a прямий зворотного зв'язку (рис.1)
а) б)
Рис. 1 М'який режим самозбудження
При К ОС = К ОС1 стан спокою стійко і генератор не збуджується, амплітуда коливаньдорівнює нулю (рис. 1 б). Величина К ОС = К ОС2 = К КР є граничною (критичної) між стійкістю інестійкістю стану спокою. При К ОС = К ОС3 > К КР стан спокою нестійка, генератор збудиться, івеличина I m 1 встановиться відповідній точці А. При збільшенні К ОС величинапершої гармоніки вихідного струму буде плавно рости і при К ОС = К ОС4 встановиться в точці Б. При зменшенні К ОС амплітуда коливань буде зменшуватися по тій же кривій і коливання зірвуться прикоефіцієнті зворотного зв'язку К ОС = К ОС2 < К КР .
В якості висновків можна відзначитинаступні особливості м'якого режиму самозбудження:
-для збудження не вимагаєтьсявеликої величини коефіцієнта зворотного зв'язку К ОС
-збудження і зрив коливаньвідбуваються при одному і тому ж значенні коефіцієнта зворотного зв'язку К КР
-можлива плавне регулюванняамплітуди стаціонарних коливань шляхом зміни величини коефіцієнта зворотногозв'язку К ОС
-як недолік слід зазначитивелике значення постійної складової колекторного струму, що призводить домалому значенню ККД.
Жорсткий режим.
Якщо робоча точка знаходиться на ділянціхарактеристики i K = f ( u БЕ ) з малою крутизною S < S MAX , то режим самозбудження називається жорстким.
Проведемо аналіз режиму (аналогічно м'якомурежиму самозбудження) по коливальної характеристиці автогенератора I m 1 = f ( U m БЕ ) іхарактеристиці I m 1 = f ( К ОС ), представлених на малюнках 2 а) і б) відповідно.
а) б)
Рис. 2 Жорсткий режим самозбудження
Аналізуючи точки перетину прямихзворотного зв'язку з коливальної характеристикою, приходимо до висновку, щозбудження автогенератора станеться, коли коефіцієнт зворотного зв'язкуперевищить величину К ОС3 = К Оскрого . Подальшезбільшення К ОС призводить до невеликого збільшення амплітудипершої гармоніки вихідного (колекторного) струму I m 1 по шляху В-Г-Д. Зменшення К ОС до К ОС1 не призводить до зриву коливань, так як точки В і Бстійкі, а точка А стійка праворуч. Коливання зриваються в точці А, тобто при К ОС < К ОС1 , так як точка А нестійказліва.
Таким чином, можна відзначити наступніособливості роботи генератора при жорсткому режимі самозбудження:
-для самозбудження потрібновелика величина коефіцієнта зворотного зв'язку К ОС
-збудження і зрив коливаньвідбуваються ступінчасто при різних значеннях коефіцієнта зворотного зв'язку К ОС
-амплітуда стаціонарних коливань увеликих межах змінюватися не може;
-постійна складоваколекторного струму менше, ніж в м'якому режимі, отже, значно вищеККД.
Порівнюючи позитивні та негативні сторони розглянутих режимівсамозбудження, приходимо до спільного висновку: надійне самозбудження генераторазабезпечує м'який режим, а економічну роботу, високий ККД і більш стабільнуамплітуду коливань - жорсткий режим.
Прагнення об'єднати ці перевагипризвело до ідеї використання автоматичного зміщення, коли генераторзбуджується при м'якому режимі самозбудження, а його робота відбувається вжорсткому режимі. Сутність автоматичного зміщення розглянута нижче.
Автоматичнезсув.
Сутність режиму полягає в тому, що для забезпечення збудженняавтогенератора в м'якому режимі вихідне положення робочої точки вибирається налінійній ділянці прохідний характеристики з максимальною крутизною.Еквівалентний опір контуру вибирається таким, щоб виконувалися умовисамозбудження. В процесі наростання амплітуди коливань режим по постійномутоку автоматично змінюється і в стаціонарному стані встановлюється режимроботи з відсіченням вихідного струму (струму колектора), тобто автогенераторпрацює в жорсткому режимі самозбудження на ділянці прохідний характеристики змалої крутизною (рис. 3).
Рис. 3 Принцип автоматичного зміщенняавтогенератора
Напруга автоматичного зміщенняотримують зазвичай ...
