Обобщенный
годограф проводимости
колебательной
системы
Мягкий и
жесткий режимы
возбуждения
колебаний
Стабильность
частоты колебаний
Возможность
прерывистой
генерации
Edit/Copy
as Bitmap
Закладка Display
(Свойства компонента)
Меню Help
Моделирование
транзисторного
автогенератора
Рынок
Финансирование
Электробезопасность
Навигация
Мягкий и жесткий режимы возбуждения колебаний
Применение программного комплекса Electronics Workbench для разработки радиоэлектронных устройств
99590
знаков
7
таблиц
0
изображений
1.6.1 Мягкий и жесткий режимы возбуждения колебаний
Рассмотренный режим возбуждения, в котором колебания возникают самопроизвольно, называют мягким. В автогенераторе с мягким возбуждением состояние покоя (т. е. состояние с нулевой амплитудой) неустойчиво. При определенных условиях в автогенераторе может быть осуществлен жесткий режим возбуждения колебаний. Жестким называют такой режим возбуждения, в котором генерация возникает только при наличии внешнего воздействия, создающего колебания с амплитудой, большей некоторого порогового значения. Таким воздействием может быть, например, радиоимпульс, подаваемый на автогенератор от внешнего источника. В автогенераторе с жестким возбуждением состояние покоя устойчиво.
Особенности автогенераторов с мягким и жесткими режимами возбуждения удобно изучать, используя нагрузочную характеристику АЭ, т. е. Зависимость Ua1(R’к), где R’к = 1/Gк. Построим нагрузочную характеристику АЭ в автогенераторе с мягким возбуждением. Предположим для простоты, что Ba = 0, тогда зависимость Ua1(R’к) может быть получена путем решения уравнения (1.5) при различных Gк. На рисунке 1.11, а изображена зависимость |Ga| от Ua1, характерная для мягкого режима возбуждения колебаний, там же показаны графические решения уравнения (1.5). Как видно, стационарный режим существует только при G0 > Gк , что одновременно совпадает с условием самовозбуждения (1.12). На рисунке 1.11, б представлена нагрузочная характеристика АЭ автогенератора с мягким режимом возбуждения колебаний.
Особенности мягкого режима: плавный вид нагрузочной характеристики, отсутствие скачков амплитуды; однозначная связь Ua1 и R’к , монотонный вид зависимости |Ga| (Ua1), при котором обеспечивается возможность получения самых малых амплитуд /4/.
а) б)
Рисунок 1.11 - Зависимости, характерные для мягкого режима возбуждения колебаний
а) б)
Рисунок 1.12 - Зависимости, характерные для жесткого режима возбуждения колебаний
На рисунке 1.12, а изображена зависимость |Ga| (Ua1), характерная для автогенератора, в котором возможен только жесткий режим возбуждения колебаний. Из рисунка видно, что в данном случае условие самовозбуждения (1.12) не выполняется ни при каких Gк, однако при Gк < |Gк max| возможно существование стационарных режимов, некоторые из которых оказываются устойчивыми. Так как к АЭ с характеристикой N-типа необходимо подключить резонатор, для которого на резонансной частоте справедливо соотношение dBк/d > 0, то в соответствии с (1.10) из двух стационарных режимов (рисунок 1.12), а оказывается устойчивым режим с амплитудой U''ст.
а) б)
Рисунок 1.13 - Зависимости, характерные для автогенератора со скачкообразным возбуждением и срывом колебаний
Для возбуждения колебаний в указанном режиме нужно подвести к автогенератору на короткое время колебания от внешнего источника, амплитуда которых превышает U'ст. Как видно из рисунка 1.12, а, в этом случае |Ga| > Gк и Р_ > Р+ , поэтому амплитуда колебаний в резонаторе будет возрастать до значения U''ст При снятии внешнего воздействия стационарный режим сохраняется, поскольку условия его существования и устойчивости сохраняются, а выполнения условия самовозбуждения уже не требуется. Если теперь изменять Gк , то амплитуда колебаний будет следовать по правой ветви зависимости |Ga| (Ua1). В результате получим нагрузочную характеристику, изображенную на рисунке 1.12, б.
Автогенераторы с жестким возбуждением колебаний применяют лишь в специальных случаях, поэтому, как правило, зависимость |Ga| (Ua1), изображенная на рисунке 1.12, а, неприемлема. Однако эта характеристика часто имеет форму, представленную на рисунке 1.13, а. Легко заметить, что здесь возможно самопроизвольное возбуждение колебаний при Gк < |G0|. Нагрузочная характеристика АЭ для данного случая показана на рисунке 1.13, б. Ее особенности: скачкообразный характер возбуждения и срыва колебаний; наличие диапазона значений R’к (от 1/|Gmax| до 1/|G0|), где колебания могут существовать или отсутствовать в зависимости от начальных условий; невозможность получения малых амплитуд /4/.
Сравнивая рисунки 1.11 и 1.13, замечаем, что предпочтительной является зависимость |Ga| (Ua1), изображенная на рисунке 1.11, а, при которой существует только мягкий режим возбуждения. В большинстве случаев такой режим может быть обеспечен применением комбинированного смещения (фиксированного и автоматического).
Перечисленные условия справедливы для автогенераторов, построенных на АЭ с динамической выходной ВАХ N-типа.
Запишем аналогичные соотношения для АЭ с динамической ВАХ S-типа. Как следует из рисунка 1.5, а, б, проведенный анализ (без учета инерционности АЭ) будет справедлив и для АЭ с ВАХ S-типа, если в полученных соотношениях поменять местами ток и напряжение. Более того, можно показать, что если инерционность процессов в АЭ с ВАХ N-типа приводит к появлению емкостной составляющей выходной проводимости АЭ, то в АЭ с ВАХ S-типа мнимая составляющая проводимости имеет индуктивный характер. Таким образом, можно заключить, что активные элементы, имеющие динамические выходные ВАХ N и S-типа, дуальны, т. е. уравнения относительно тока для одного из них аналогичны уравнениям относительно напряжения для другого.
В результате, заменив проводимости сопротивлениями, амплитуду выходного напряжения Ua1 амплитудой выходного тока Ia1 получим условия возбуждения и существования устойчивых колебаний в автогенераторе на АЭ с динамической выходной ВАХ S-типа:
Здесь АЭ и колебательная система представлены комплексными сопротивлениями Za=Ra + jXа, Zк = Rк + jXк , причем Rа и Xа –функции амплитуды первой гармоники выходного тока Iа1; Rк, Xк – функции частоты ; R0 = Rа при Iа10.
Так как выходное напряжение АЭ, имеющего динамическую ВАХ S-типа, однозначная функция выходного тока, то во избежание возбуждения релаксационных колебаний целесообразно применять режим с гармоническим выходным током.. Это достигается последовательным включением АЭ в высокодобротный колебательный контур. При последовательном резонансе производная dXк/d положительна и для устойчивости стационарного режима требуется выполнение условия d|Rа|/dIа1 < 0.
Похожие работы
... кафедру для утверждения. После утверждения куратор проекта от кафедры проставляет оценку студенту. ЛИТЕРАТУРА Основная литература 1. Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств. М.: Радио и связь, 1997. 2. Ногин В.Н. Аналоговые электронные устройства. М.: Радио и связь, 1992. 304 с. 3. Остапенко Г.С. Усилительные устройства. М.: Радио и связь, 1989. 400 с. ...
... или «флоппи диск» (от английского floppy disk, что означает «гибкий диск»). 3)Оптические диски. Это современное, емкое устройство для записи и воспроизведения информации. Используют три вида оптических дисков - незаписываемые; - с однократной записью (СD-R); - перезаписываемые (СD-RW). 4. Разработка модели объекта проектирования, алгоритмов расчета, схем данн
... один почти неизвестный в России, но достаточно мощный и популярный в мире продукт - Visula компании Zuken. Продукты этой компании обеспечивают сквозной цикл проектирования и предлагают мощные средства моделирования и синтеза программируемой логики с последующей разработкой печатной платы. Здесь имеется стандартный набор инструментария, а также собственные средства авторазмещения и автотрассировки ...
0 комментариев