«Мягкий» режим самовозбуждения автогенератора
Электрическая система называется устойчивой, если будучи выведенной из состояния равновесия после устранения возмущающего воздействия система возвращается в исходное состояние. Если же система не возвращается в исходное состояние, а переходит в новое состояние, то она не устойчива.
Для рассмотрения самовозбуждения воспользуемся характеристиками характеристиками.
Характеристикой обратной связи или линией обратной связи (ЛОС) называют зависимость напряжения обратной связи от амплитуды тока первой гармоники в колебательном контуре Uос = f (I1).
Колебательной характеристикой (КХ) называют зависимость амплитуды тока первой гармоники в колебательном контуре от напряжения возбуждения, поступающего на вход усилительного элементаI1 = (UВ). Вид колебательной характеристики зависит от величины угла отсечки.
Совместим характеристику обратной связи с колебательной характеристикой при угле осечки выходного тока 900 (рис. 3.2). На рис. 3.2 точки 0 и А при значении коэффициента обратной связи, равном 2, являются точками равновесия автогенератора. Точка 0 является неустойчивой. Действительно,
Рис. 3.2. Иллюстрация процедуры “мягкого” самовозбуждения автогенератора
после подключения питания через элементы колебательной системы автогенератора начинает проходить ток. Это сопровождается запасом энергии в электрическом поле емкости и в магнитном поле индуктивности. Далее в колебательной системе автогенератора возникает затухающий колебательный процесс, частота колебаний которого определяется параметрами колебательной системы. Так как в автогенераторе имеется положительная обратная связь, то через цепь обратной связи на вход транзистора поступит напряжение U/ос. На основании колебательной характеристики заключаем, что в выходной цепи возникает ток первой гармоники I/1. В свою очередь ток I/1 приводит к возникновению напряжения обратной связи U//ос. Последнее определяется на основании линии обратной связи при =2. Аналогично рассуждая, приходим к заключению, что система переходит в точку А. Точка А является устойчивой. В колебательной системе устанавливается значение тока первой гармоники I1уст, значение напряжения обратной связи Uос уст. Также можно показать, что при Uос Uос уст система возвращается в точку А. Итак, точка А соответствует стационарному режиму работы автогенератора.
Для выяснения особенностей работы генератора будем плавно увеличивать глубину обратной связи. Начиная с критического значения коэффициента обратной связи з = кр, в генераторе возникнут колебания, амплитуда которых определяется ординатой точки пересечения колебательной характеристики и линии обратной связи. Дальнейший рост величины обратной связи (кр → 2) приводит к плавному увеличению амплитуды генерируемых колебаний, однако при значительной величине коэффициента обратной связи (2 → 1) амплитуда генерируемых колебаний может уменьшиться из-за снижения колебательной характеристики.
Рис. 3.3. Влияние величины обратной связи на
амплитуду выходных колебаний автогенератора
При уменьшении коэффициента обратной связи амплитуда генерируемых колебаний плавно уменьшается до тех пор, пока характеристика обратной связи не станет касательной к колебательной характеристике.