Автогенераторы: структурные схемы, параметры.

Автогенераторы– устройства, которые при подключении к источнику питания обеспечивают формирование гармонического сигнала, частота и амплитуда которого определяется параметрами схемы.

Структурная схема автогенератора (АГ) представлена на рис.1.

Рис.1

Цепь ПОС (положительной обратной связи) обеспечивает компенсацию

потерь в элементах схема АГ, реализацию стационарного (с неизменной амплитудой гармонического сигнала) режима работы.

Частота выходного сигнала АГ определяется частотой настройки колебательного контура (резонансной цепи) _о = 1/ с учетом добавок за счет реактивного сопротивления активного элемента.

Условие стационарного режима работы АГ имеет вид:

К=К_ос *S₁ *Z_экв * ехр j( _ає + _ос + _конт ) = 1.

Откуда следуют два условия:

– условие баланса амплитуд /К_ос /*/S₁ /*/Z_экв / = 1,

– условие баланса фаз ( _ає + _ос + _конт ) = 2 n, где n=1,2,3,…

Здесь S₁ –крутизна ВАХ активного элемента и _аэ –его фаза;

К_ос и _ос–коэффициент передачи цепи положительной обратной связи и его фаза;

Z_экв и _конт – эквивалентное сопротивление резонансного контура на резонансной частоте и его фаза, соответственно.

В АГ могут быть реализованы мягкий или жесткий режимы возбуждения,

особенности которых пояснены рис.2

Рис.2

Для надежного возбуждения АГ необходим запас по возбуждению.

Обычно К_ос *S₁ = (3…5) .

При мягком режиме процесс возбуждения формируется из собственных

шумов активного элемента; возбуждение легкое, «мягкое». Жесткий режим -

режим вынужденных колебаний; на вход генератора нужно подать внешний сигнал, и тогда режим собственных колебаний установится.

Для жесткого режима характерна более высокая стабильность работы АГ.

Типичный режим работы АГ в стационарном режиме– активный элемент работает с отсечкой тока; угол отсечки при этом составляет 65^о-70^о (т.н. режим класса С). Т.е. активный элемент большую часть периода колебаний закрыт, открываясь только на одну треть периода; и именно в этот момент он вносит к резонансный контур энергию, поддерживающую в нем свободные колебания на постоянном уровне и компенсирующую потери в контуре.