а)
б)
..:: | Назад | Содержание | Далее | ::..
Для исследования используется метод совместного анализа амплитудной характеристики собственно усилителя и прямой линии ОС , отражающей влияние цепи положительной ОС (рис. 2).
Рисунок 2.2 - Мягкий режим самовозбуждения автогенератора:
Амплитудная характеристика усилителя в теории автогенераторов соответствует колебательной характеристике. Сущность метода заключается в том, что схему автогенератора условно разделяют на две цепи — линейную и нелинейную. Линейная цепь представляет собой петлю положительной ОС, а нелинейная цепь — собственно усилитель (ОУ и цепь отрицательной ОС).
Мягкий режим самовозбуждения. Из графика (рис. 2,а) следует, что при малой амплитуде входного напряжения усилитель работает в линейном режиме и Uвых/Uвх=К. С ростом амплитуды начинает проявляться нелинейность передаточной характеристики ОУ, и коэффициент усиления К (и выходное напряжение) будет практически постоянным и даже может уменьшаться. На линейном участке напряжение ОС UОС=Uвх линейно связано с выходным напряжением Uвых и определяется коэффициентом передачи цепи положительной ОС β (UОС=βUвх). Это напряжение действует на входе усилителя, поэтому линия ОС (зависимость Uвых от UОС) проводится на графике в виде прямой линии β, под углом γ=arctg(1/β ) к оси абсцисс.
Графически результат анализа показан стрелками на рисунке 2.2, а. Если на вход усилителя воздействует небольшое входное напряжение Uвх1, то после усиления в К раз на выходе генератора появится напряжение Uвых1. Это напряжение, ослабленное цепью положительной ОС в β раз, поступает на вход усилителя в виде напряжения Uвх2. Затем оно усилится до напряжения Uвых2. Подобный процесс будет протекать до тех пор, пока амплитуда выходного колебания не достигнет стационарного значения, при котором выполняется условие баланса амплитуд (2.5). Стационарную амплитуду автоколебаний можно определить по координатам точки пересечения амплитудной характеристики усилителя с линией ОС (точка А). Если плавно увеличивать коэффициент передачи β (уменьшать наклон линии β), то, начиная с некоторого критического значения (βкр, амплитуда стационарного колебания Uст будет нарастать. Такой режим самовозбуждения автогенератора называют мягким. Мягкий режим характерен тем, что подбором величины коэффициента передачи β можно установить любую, даже очень небольшую (близкую к уровню шумов), стационарную амплитуду выходных колебаний. В мягком режиме самовозбуждения на выходе автогенератора возникают колебания при появлении на входе его усилителя очень малых уровней шумовых или импульсных напряжений.
Жесткий режим самовозбуждения. Другая картина процессов наблюдается в автогенераторах, амплитудная характеристика усилителя которых имеет S-образную форму (рисунок 2.3, а). Такой амплитудной характеристикой обладает усилитель при расположении его рабочей точки на нелинейном участке передаточной характеристики ОУ. Для самовозбуждения этих автогенераторов требуется очень сильная положительная ОС, и выходные колебания возникают мгновенно — скачком.
Очень резкое «взрывное» самовозбуждение автогенератора происходит при значении коэффициента передачи цепи ОС β= β1, когда линия ОС касается снизу амплитудной характеристики в точке О (рисунке 2.3,а, линия 1). Генерация колебаний срывается скачком при величине коэффициента передачи β, меньшей β 2, когда линия обратной связи (линия 2 на рисунке 2.3,а) становится касательной к выпуклой части амплитудной характеристики. На графиках точка А отражает стационарный режим работы автогенератора, а точка С — режим неустойчивого равновесия.
Рисунок 2.3 - Рисунок 3 - Жесткий режим самовозбуждения автогенератора:
а - графики амплитудной характеристики и линии обратной связи;
б - зависимость амплитуды Uст от коэффициента передачи β;
Чтобы вновь возбудить автогенератор, необходимо опять увеличить коэффициент передачи цепи положительной ОС β до значения β1 соответствующего положению линии 1. Такой режим самовозбуждения автогенератора называют жестким. Жесткий режим самовозбуждения автогенератора неэффективен и применяется редко.
..:: | Назад | Содержание | Далее | ::..