Материал: Физические основы и схемотехника электронных устройств автоматики. Гиоргадзе А.L., Кириллов Ю.В

2.17.4 Способы подачи смещения в автогенераторах

В схемах автогенераторов применяются различные способы подачи смещения: от отдельного источника, автоматическое, комбинированное.

Смещение от отдельного источника можно получить от выпрямителя, достоинство такого типа смещения — постоянство напряжения смещения, недостаток — увеличение габаритных размеров устройства.

Зависимость амплитуды колебаний Umвх от смещения Ес при заданном значении статической крутизны S и управляющего сопротивления Ry называется диаграммой срыва. Диаграмма срыва может

угол отсечки постоянны. Поэтому амплитуда Uбэ должна меняться от напряжения смещения так, чтобы угол отсечки оставался неизменным. Отсюда следует, что Uбэ от Ес зависит линейно. Зависимость Uбэ(Ес) представляет пучок прямых, проходящих через

16

Рис. 2.129

Схемы автогенераторов с внешним смещением представлены на рис. 2.130, где схема с трансформаторной связью (а-в) и с автотрансформаторной связью (г), соответственно.

Смещение в схеме с общей базой подается на эмиттерный вывод, в схеме с общим эмиттером — на базовый вывод. Режим возникновения генерации мягкий, вначале усиление колебаний без ограничения, затем по мере роста амплитуды наступает ограничение за счет отсечки тока.

Рис. 2.130

Автогенераторы с внешним смещением обычно работают в недонапряженном режиме, что обеспечивает незначительные искажения формы синусоидальных колебаний и более высокую стабильность частот. Схемы автогенераторов с автоматическим смещением представлены на рис. 2.131.

17

В автогенераторах с автосмещением напряжение положительной обратной связи, снимаемое с контура, подается в цепь эмиттера (с эмиттерным автосмещением) или в цепь базы (базовое автосмещение).

На рисунке 2.131( а) схема с ОБ, б) схема с ОЭ) представлены схемы автогенераторов, в которых напряжение положительной обратной связи подается в цепь эмиттера через разделительный конденсатор Сэ .

На рисунке 2.132 схемы автогенераторов с базовым смещением. В этих схемах включены RбCб –цепи. Через конденсатор Cб к базе транзистора подводится напряжение обратной связи. После включения питания на основании условия K Koc>1 амплитуда колебаний возрастает. С ростом амплитуды колебаний напряжение на контуре приближается к напряжению питания, наступает перенапряженный режим, при котором импульсами тока через отпирающийся коллекторный переход осуществляется заряд конденсатора Cб, возникает смещающее напряжение Uс, запирающее транзистор, который в связи с этим начинает работать с отсечкой тока. Недостатком этих схем является ухудшение стабильности, что характерно для работы автогенератора с отсечкой тока. Транзистор в автогенераторах с базовым смещением поочередно в течение периода колебаний находится в трех состояниях: запертом (отсечки), отпертом (активном) и насыщения.

18

Рис. 2.132

Комбинированное автосмещение

Мягкий режим работы обладает преимуществом по сравнению с жестким в том, что колебания автоматически возникают в схеме самостоятельно без дополнительного напряжения возбуждения. В то же время при работе в мягком режиме невысок КПД автогенератора, что существенно в схемах мощных генераторов. При колебаниях первого рода при мягком режиме самовозбуждения через транзистор протекает большая постоянная составляющая тока, что приводит к дополнительным потерям энергии. Преимуществом жесткого режима самовозбуждения является более высокий КПД, но для перехода в жесткий режим необходимо дополнительное возбуждение автогенератора. Для повышения КПД транзисторные генераторы обычно работают в режиме колебаний второго рода с уг-

лом отсечки 900 , т.е. в классе В или С. Использовать преимущества мягкого и жесткого режимов позволяет схемное решение (рис. 2.133), которое обеспечивает положение рабочей точки в начальный момент возбуждения и дальнейшее ее смещение за счет сопротивления R3 и конденсатора Сб.

19

Рис. 2.133

Для возникновения колебаний в мягком режиме начальное смещение должно сдвигать рабочую точку вправо — внешнее от-

возникает падение напряжения на R3, которое перемещает рабочую точку влево проходной характеристики, что соответствует жесткому режиму самовозбуждения. В стационарном режиме напряжение на базе

должно быть меньше напряжения отсечки E. Делитель R1R2 обеспечивает отпирающее смещение Eб1 , которое выводит рабочую точку в область максимальной крутизны – мягкий режим самовозбуждения. При этом транзистор открывается, за счѐт токов I ко , I эо , I бо на базе транзистора появляется автоматическое смещение.

Определим его величину

Еб Еб1 Еб2 Еб3 ,

где Eб1 R1 R2 R2 Eк - напряжение отпирающего смещения,

20