Файл: Исследование транзисторного автогенератора.docx

УДК621.396.61(075.8)ББК32.848-04я73И88Состави тели:В.В.Ползунов, Н.А.ТитовичИсследованиетранзисторногоавтогенератора:Метод.указа-И 88ния клаб. работепо курсу «Радиопередающие устройства»для студ. спец. «Радиотехника», «Радиоэлектронные системы», «Проек- тирование и производство радиоэлектронных средств» всех форм обу- чения /Сост. В.В. Ползунов, Н.А. Титович. – Мн.: БГУИР, 2004. -с:ил.ISBN985-444-684-0В методических указаниях рассматриваются принципы генерирования, усло- вия и режимы возбуждения колебаний, стационарное состояние и эквивалентные схемы, а также энергетические и нагрузочные характеристики автогенераторов.УДК621.396.61(075.8)ББК32.848-04я73ISBN 985-444-684-0 Ползунов В.В., Титович Н.А., составление, 2004БГУИР,2004Содержание

1. 
   ЦЕЛЬ РАБОТЫ
   
2. 
   КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
   
   1. 
      Общие сведения об автоколебаниях
      
   2. 
      Дифференциальное уравнение автогенератора.
      

---

Условиясамовозбуждения

3. 
   Стационарный режим автогенератора
   
4. 
   Режимы возбуждения колебаний в автогенераторе
   
5. 
   Эквивалентные схемы автогенераторов
   
6. 
   Выбор режима работы автогенератора.
   
1. 
   ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
   
2. 
   ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
   
   1. 
      Подготовка макета к работе
      
   2. 
      Исследование автогенератора, построенного по емкостной трехточечной схеме
      
   3. 
      Исследование автогенератора, построенного по индуктивной трехточечной схеме
      
   4. 
      Исследование влияния Ек на частоту генерации
      
3. 
   СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
   
4. 
   КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА
   

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомиться с физическими процессами и принципами построения ав- тогенераторов. Исследоватьэнергетические характеристикиивлияние нагруз- ки на режим работы транзисторных автогенераторов, построенных по емкост- ной и индуктивной трехточечным схемам, в критическом и недонапряженном режимах.

2. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

   1. 
      Общие сведения об автоколебаниях
      

Колебания, самостоятельно возникающие в отсутствие внешних воздей- ствий, называются автоколебаниями, а устройства и системы, в которых они возникают, - автоколебательными. Такими устройствами, широко используе- мыми в современной технике, являются разнообразные источники или генера- торы колебаний (электрических, механических, звуковых, световых), называе- мые автогенераторами (АГ).В состав автоколебательной системы должен входить источник энергии, за счет расхода которой поддерживаются колебания. В большинстве случаев в автогенераторах используются источники энергии постоянного напряженияили тока. Такие автогенераторы являются преобразователями энергии постоян- ного напряжения или тока в энергию колебаний.Приведем принципиальные схемы автогенераторов на биполярном (а) и полевом (б) транзисторах с колебательным контуром в выходной цепи (рис. 1).

---

i_к

u_ai_kU_кkляется промежуток между точками 1 - 1, и колебательную систему (колеба- тельный контур), 2) цепи обратной связи (трансформатора), по которой ко- лебание с выхода усилителя подается обратно на его вход. Генераторы, содер- жащие избирательный усилитель и внешнюю цепь обратной связи, называются автогенераторами с внешней обратной связью. Приведем структурную схему автогенератора с внешней обратной связью, содержащую упомянутые выше части (рис.2).
Рис.2Здесь и далее будем использовать следующие обозначения токов и напряжений независимооттипаприменяемогоактивногоэлемента(АЭ):u_В-напряжениенавходеАЭ;u_а- напряжениенавыходеАЭ;u_к-напряжениенаконтуре;i_в-входнойтокАЭ;i_к-токввыходнойцепиАЭ.В большинстве случаев причиной возникновения автоколебаний в гене- раторах являются флуктуации, всегда имеющие место в элементах реальной схемы. Ток, протекающий через активный элемент, всегда флуктуирует из-за наличия дробового эффекта. Другими источниками подобных, обычно весьма слабых колебаний, являются тепловое движение электронов в приборе и рези- сторах, флуктуации токораспределения в приборах и т. д. Благодаря этим явле- ниям токи и напряжения во всех элементах схемы даже при постоянстве пи- тающих напряжений быстро изменяются случайным образом. Спектр этих ко- лебаний близок по характеру к белому шуму, т.е. содержит компоненты прак- тически

---

любыхчастот.Предположим,чтотакиефлуктуациипоявилисьвна-пряжении u_в на входе активного элемента АЭ. Они вызовут колебания тока i_к в выходнойцепиАЭ.Навыходеколебательнойсистемы(контуре)появитсяна-пряжение u_к,причем, поскольку контур имеет максимальное эквивалентное со- противлениеZ_Э=R_Энарезонанснойчастоте₀,наибольшеенапряжениенанем создадут компоненты с частотами, близкими к ₀. Напряжение u_к через цепьобратнойсвязипередаетсянавходАЭ,создаваянапряжениеu'_в.Еслика-кая-токомпонентаu_вокажетсявфазеспервоначальнойкомпонентойu_Втой жечастотыипритомбудетиметьбольшуюамплитуду,онавызоветбольшееизменение тока i_к, что приведет к дальнейшему возрастанию напряжения u_к и, как следствие, еще большему u_в. Таков механизм самовозбуждения колебаний частоты_г,близкойк_0,впроцессекоторогоамплитудыколебанийu_в,i_киu_квозрастают.Этотпроцессимеетместо,если на частоте_гкоэффициентпереда- чи напряжения по замкнутой цепи генератора больше единицы: К>1. Представ- ляяпоследнийввидепроизведениякоэффициентаусиленияусилителяК_У= U_К/U_В и коэффициента обратной связи К_о.с = U_о.с / U_к, получим условие, необходимое для нарастания колебаний:К =К_уК_о.с>1. (1)

2. Дифференциальное уравнение автогенератора. Условия самовозбуждения

Составим дифференциальное уравнение генератора (см. рис.1), учиты- вающее

---