Измерение мощности в трехфазных цепях 5 страница

Емкостные фильтры, как правило, используют в выпрямителях малой мощности.

Типичной схемой выпрямителя с применением емкостных фильтров являются умножитель напря­жения. На рис. 18.11 показана схема удвоителя на­пряжения. В один из полупериодов напряжения, когда открыт диод Д₁, конденсатор С₁ заряжается почти до u₂. В это время диод Д₂ закрыт. В следую­щий полупериод открывается Дг и происходит зарядка конденсатора С₂. Диод Д₂ закрыт. Так как конден­саторы С₁ и С₂ включены последовательно, напря­жение на нагрузке R_н удваивается. При соответст­вующем выборе параметров схемы разрядка конден­саторов через R_H происходит достаточно медленно.

В выпрямителях с большими токами применяют индуктивные фильтры (рис. 18.12), которые являются индуктивной катушкой (дросселем) с относительно большой индуктивностью. Индуктивные фильтры ра­ботают достаточно эффективно в двухполупериодных выпрямителях, так как за счет явления самоиндук­ции ток в нагрузке /„ не падает до нуля при нулевом напряжении между точками а и Ь цепи и коэффициент пульсации заметно уменьшается (рис. 18.13).

В однополупериодном выпрямителе применение индуктивного фильтра нецелесообразно, так как во время отрицательного полупериода ток в нагрузке падает до нуля и коэффициент пульсации практи­чески не снижается.

На практике, как правило, применяют комби­нированные фильтры: Г-образные и П-образные (рис. 18.14). Эти фильтры обеспечивают хоро­шее сглаживание тока в нагрузке. Их работу удоб­но объяснять, представляя напряжение на входе фильтра как сумму постоянной составляющей и целого ряда гармоник (переменных составляющих). Тогда индуктивность и емкость фильтра представляют собой делитель. На индуктивном сопротивлении делителя выделяется большая часть переменной, а на емкост­ном — большая часть постоянной составляющей на­пряжения выпрямителя.

В маломощных схемах дроссель может быть за­менен резистором. Это дает возможность умень­шить массу, габариты и стоимость фильтра, однако сглаживание при этом ухудшается.

Оглавление

ГЛАВА 14

ЭЛЕКТРОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

§ 14.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В промышленной электронике очень часто возни­кает необходимость в усилении электрических сигна­лов, например, при измерениях неэлектрических ве­личин электрическими методами, контроле и автома­тизации технологических процессов. Для решения этих задач используют электронные усилители — устройства, которые служат для усиления напряже­ния, тока или мощности слабых электрических сиг­налов.

В настоящее время в усилителях широко приме­няют транзисторы, которые заменили электронные лампы.

Классификация усилителей. Усилители могут быть классифицированы по ряду признаков: по роду уси­лительных элементов (ламповые, транзисторные); по роду усиливаемой величины (усилители напряжения, тока и мощности); по числу каскадов (одно-, двух- и многокаскадные). Одним из наиболее важных при­знаков является диапазон частот усиливаемых сиг­налов, в котором усилитель обеспечивает нормаль­ную работу. По данному признаку различают сле­дующие типы усилителей.

Усилители низкой частоты (УНЧ), ко­торые служат для усиления непрерывных периоди­ческих сигналов в диапазоне низких частот (от десят­ков герц до десятков килогерц). Особенностью УНЧ является то, что отношение верхней усиливаемой частоты f_в к нижней f_н велико и имеет значение от нескольких сотен до нескольких тысяч.

Усилители постоянного тока (УПТ) предназначены для усиления медленно меняющихся напряжений и токов в диапазоне частот от нуля до некоторой наибольшей частоты. УПТ широко приме­няются в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Избирательные усилители, характери­зующие небольшими значениями отношения верхней и нижней частот (1 <<f_в/f_н≤ 1,1). Как правило, это усилители высокой частоты (УВЧ).

Импульсные, или широкополосные, усилители работают в диапазоне от нескольких килогерц до нескольких десятков мегагерц и исполь­зуются в устройствах импульсной связи, радиолока­ции и телевидения.

Основные технические характеристики усилителей. Коэффициент усиления в соответствии с видом уси­ливаемой величины называют коэффициентом усиле­ния по напряжению, току или мощности. Коэффи­циент усиления показывает, во сколько раз напряже­ние (ток, мощность) на выходе усилителя больше, чем на входе, и обозначается соответственно К_U (К_I, К_P). Так, коэффициент усиления по напряже­нию

(обычно K_yобозначают просто К)-

Для многокаскадного усилителя, структурная схе­ма которого приведена на рис. 19.1, общий коэффи­циент усиления

где K₁, К₂, ...,Кп — коэффициент усиления соответст­вующих каскадов.

Коэффициенты усиления часто выражают в лога­рифмических единицах — белах и децибелах, (1Б= 10 дБ).

Оглавление

§ 14.2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД УНЧ

Усилители низкой частоты в основном предназна­чены для обеспечения заданной мощности на выход­ном устройстве, в качестве которого может быть громкоговоритель, записывающая головка магнито­фона, обмотка реле, катушка измерительного прибора и т. д. Источниками входного сигнала являются звуко­сниматель, фотоэлемент и всевозможные преобразо­ватели неэлектрических величин в электрические. Как правило, входной сигнал очень мал, его значение недостаточно для нормальной работы усилителя. В связи с этим перед усилителем мощности вклю­чают один или несколько каскадов предварительного усиления, выполняющих функции усилителей напря­жения.

В предварительных каскадах УНЧ в качестве на­грузки чаще всего используют резисторы; их собирают как на лампах, так и на транзисторах.

Усилители на биполярных транзисторах обычно собирают по схеме с общим эмиттером. Рассмотрим работу такого каскада (рис. |9.2). Напряжение сину­соидального сигнала и_в, подают на участок база— эмиттер через разделитель­ный конденсатор C_p1, что создает пульсацию тока базы относительно постоянной составляющей I_σо- Значе­ние I_σо определяется напря­жением источника E_к и со­противлением резистора Re-Изменение тока базы вы­зывает соответствующее изменение тока коллектора, проходящего по сопротив­лению нагрузки R_н. Пере­менная составляющая тока коллектора создает на сопротивлении нагрузки R_к усиленное по амплитуде падение напряжения и_еых.

Расчет такого каскада можно произвести графи­чески с использованием приведенных на рис. 19.3 входных и выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с ОЭ. Если сопротивление нагрузки R_н и напряжение источника E_к заданы, то положение линии нагрузки определяется точками С и D. При этом точка D задана значением E_к, а точ­ка С—током I_к = Eк/Rн - Линия нагрузки CD пересе­кает семейство выходных характеристик. Выбираем рабочий участок на линии нагрузки так, чтобы иска­жения сигнала при усилении были минимальны. Для этого точки пересечения линии CD с выходными харак­теристиками должны находиться в пределах прямо­линейных участков последних. Этому требованию соответствует участок АВ линии нагрузки.

Рабочая точка при синусоидальном входном сиг­нале находится в середине этого участка — точка О. Проекция отрезка АО на ось ординат определяет амплитуду коллекторного тока, а проекция того же отрезка на ось абсцисс — амплитуду переменной со­ставляющей коллекторного напряжения. Рабочая точка О определяет ток коллектора I_ко и напряжение на коллекторе U_кэо, соответствующие режиму покоя.

Кроме того, точка О определяет ток покоя базы I_ко. а следовательно, и положение рабочей точки О' на входной характеристике (рис. 19.3, а, б). Точкам А и В выходных характеристик соответствуют точки А' и В' на входной характеристике. Проекция отрезка А'O' на ось абсцисс определяет амплитуду входного сиг­нала U_{Bx т}, при которой будет обеспечен режим мини­мальных искажений.

Строго говоря, U_{Bx т} необходимо определять по семейству входных характеристик. Но так как входные характеристики при различных значениях напряже­ния U кэ отличаются незначительно, на практике пользуются входной характеристикой, соответствующей среднему значению U_кэ=U_кэо­

Оглавление

14.3. ВЫХОДНОЙ КАСКАД УНЧ

В устройствах автоматики нагрузкой выходного каскада усилителя низкой частоты может быть элек­тромагнитное реле, электродвигатель или какой-нибудь иной исполнительный механизм. В радиоприемнике или проигрывателе нагрузкой является обмотка ди­намика.

Выходной каскад, так.же как и предварительный каскад УНЧ, может быть собран на транзисторе по схеме с общим эмиттером. Следует отметить, что, так как сопротивление нагрузки R_H обычно гораздо меньше внутреннего сопротивления коллекторной це­пи R_{вн. к}, мощность, которая выделяется на нагрузке, включенной непосредственно в цепь коллектора, будет весьма мала. Для того чтобы эта мощность была максимально возможной, необходимо выполнить усло­вие R_н = R _вн.к, т. е. сопротивление нагрузки должно быть равно внутреннему сопротивлению источника полезного сигнала. Для этого на практике применяют согласующие трансформаторы (рис. 19.4). Подобные схемы однотактного транзисторного усилителя мощ­ности с общим эмиттером применяются в том случае, если выходная мощность не превышает 3—5 Вт. На­грузка R_н включена через согласующий трансформа­тор Тр.

Суть согласования состоит в том, чтобы вносимое в первичную обмотку трансформатора из вторичной обмотки сопротивление R_н было равно внутреннему сопротивлению коллекторной цепи R_su. „ или соизме­римо с ним. Тогда при заданных R_н и R_{BH к} задача сводится к определению коэффициента трансформа­ции к.

меньше тока покоя коллектора. Работа в режиме А характеризуется минимальными нелинейными искаже­ниями и низким КПД (порядка 40 %). В этом режиме обычно работают все предварительные и маломощные выходные каскады УНЧ, собранные на одном тран­зисторе или одной электронной лампе.

В том лучае, когда необходимо получить выход­ную мощность более 5 Вт, применяют двухтактные усилители, собранные на двух транзисторах или двух лампах.

Рассмотрим работу такого усилителя на транзи­сторах (рис. 19.5). Усилитель состоит из двух одина­ковых половин, каждая из которых аналогична уси­лителю, представленному на рис. 19.4, Особенность двухтактной схемы состоит в том, что ее можно ис­пользовать в таком режиме, когда ток покоя коллек­торных цепей близок к нулю. Этот режим называется режимом В. При работе в таком режиме КПД усили­теля может достигать 70 %.

Рабочая точка О' на входной характеристике должна располагаться в области токов базы, близких к нулю (рис. 19.6, а). В результате этого обе половины схемы работают поочередно, причем каждая откры­вается во время действия положительных полуперио­дов входных напряжений u_вх1 и г_вх2, так как они сдвинуты по фазе на 180°. Импульсы тока баз и кол­лекторов также сдвинуты на 180° (рис. 19.6, б, в). При этом в магнитопроводе Тр₂ образуется магнитный поток, близкий к синусоидальному, так как через пер­вичную обмотку трансформатора проходит ток i = i_K1—i_K2 (рис. 19.6, г).

Оглавление

§ 14.4. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ

Обратной связью называется такая связь между выходом и входом усилителя, при которой часть энергии полезного усиленного сигнала с его выхода подается на вход.

Обратную связь можно применять специально для повышения стабильности в работе усилителя, и тогда она является полезной. Однако, когда обрат­ная связь возникает в результате взаимного влияния различных цепей, она может оказаться паразитной.

Различают положительную и отрица­тельную обратные связи. Положительную обратную связь, как правило, применяют в генера­торных каскадах. В усилителях положительная об­ратная связь обычно является паразитной, а отри­цательная применяется довольно часто.

На рис. 19.7 показана структурная схема усили­теля с обратной связью. Напряжение обратной связи Uoc составляет часть выходного напряжения б/вых, вырабатывается цепью обратной связи (ЦОС) и по­дается на вход усилителя вместе с напряжением сиг­нала U_c- Цепь обратной связи может быть выпол­нена в виде делителя напряжения. Обратная связь характеризуется коэффициентом обратной связи

В усилителе с отрицательной обратной связью входное напряжение С'_вх определяется как разность между напряжением сигнала и напряжением обрат­ной связи Uoc: U_вх = U_с— U_ос.

Необходимо иметь в виду, что это выражение всегда справедливо для постоянного напряжения. Для действующего значения синусоидального сиг­нала равенство сохраняется только при условии, что напряжения сигнала и обратной связи находятся в противофазе (в случае положительной обратной связи — в фазе).

Анализ выражения (19.4) показывает, что К_ос при отрицательной обратной связи всегда меньше К. В таком случае повышается стабильность работы усилителя. Покажем это на примере.

Допустим, что усилитель с К=100 охвачен отри­цательной обратной связью, а β = 0,2. Тогда, согласно (19.4),

Таким образом, K_ос изменилось всего лишь на 1%.

Физическая сущность стабилизации коэффициен­та усиления усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, состоит в том, что при увеличении К увеличивается напряжение обратной связи и вход­ное напряжение падает. В то же время при умень­шении К входное напряжение увеличивается, т. е. отрицательная обратная связь автоматически под­держивает стабильность работы усилителя.

При положительной обратной связи К_oс =К/(1—βK)

В этом случае устойчивость работы усилителя ухудшается, что может привести к самовозбуждению усилительного каскада.

В заключение рассмотрим конкретную схему уси­лителя с отрицательной обратной связью, приведен­ную на рис. 19.8. Здесь напряжение отрицательной обратной связи снимается с резистора R₂ делителя напряжения R₁R₂. Легко убедиться в том, что обрат­ная связь в данном случае — отрицательная. Дей­ствительно, если при изменении и_с потенциал базы увеличивается, то потенциал коллектора уменьша­ется. Это уменьшение потенциала через цепь обрат­ной связи передается на базу транзистора и напря­жения сигнала и обратной связи оказываются в противофазе.

реактивных элементов (индуктивных катушек и кон­денсаторов).

Фазовые искажения—это искажения, вы­званные нелинейной зависимостью сдвига фазы между входным и выходным напряжениями усилителя от частоты. Причиной этих искажений является присут­ствие реактивных элементов в схемах усилителя.

Нелинейные искажения возникают из-за нелинейности вольтамперных характеристик усили­тельных элементов (электронных ламп, транзисторов) и проявляются в искажении формы усиливаемого сиг­нала.

В промышленной электронике наиболее распрост­ранены усилители низкой частоты. В связи с этим рассмотрение работы усилителей в данной главе в ос­новном связано с УНЧ.

Оглавление

§ 14.5. МЕЖКАСКАДНЫЕ СВЯЗИ. УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Для получения неискаженной формы и заданной мощности полезного сигнала на выходе усилителя необходимо применять несколько каскадов усиления. Между этими каскадами существуют различные способы связи: через разделительные конденсаторы (емкостная), с помощью трансформаторов (транс­форматорная), непосредственная (гальваниче­ская).

В УНЧ широко распространена емкостная связь (рис. 19.9). Напряжение полезного сигнала u_вх по­дают на базу Т₁ через разделительный кон­денсатор С_Р1. Делитель R₁R₂ определяет нап­ряжение покоя на уча­стке база — эмиттер первого каскада. Цепь R_э1 С_э1 составляет цепь отрицательной обрат­ной связи по току пита­ния и обеспечивает его стабилизацию. Усиленное по амплитуде напряжение подают через разделительный конденсатор С_Р2, не пропускающий постоянную составляющую коллек­торного напряжения первого каскада на базу тран­зистора T_2­

В данном усилителе оба каскада собраны по схеме с общим эмиттером. Известно, что такая схема ха­рактеризуется большим выходным и относительно малым входным сопротивлениями. Таким образом, вход последующего каскада оказывается не согла­сованным с выходом предыдущего. Для согласова­ния применяют трансформаторную связь, при кото­рой обеспечивается максимально возможная мощ­ность на входе последующего каскада (рис. 19.10).

В ряде устройств автоматического контроля из­меряют и регулируют такие величины, как темпера­тура, давление, механические напряжения и т. д. Эти неэлектрические величины преобразуют в мед­ленно меняющиеся токи и напряжения с частотой порядка 1 Гц и меньше. Так как усиление таких мед­ленно меняющихся сигналов невозможно с помощью обычных УНЧ с емкостной или трансформаторной связью, применяют специальные усилители с гальва­нической связью между каскадами — усилители по­стоянного тока (УПТ).

На вход таких усилителей подают сигналы порядка долей милливольт. Для усиления таких слабых сиг-' налов приходится применять многокаскадный УПТ.

Существует два принципиально различных спо­соба усиления медленно меняющихся сигналов: не­посредственно по постоянному току с помощью уси­лителей прямого усиления и с предварительным преобразованием постоянного тока в переменный с помощью усилителей с преобразованием.

Рассмотрим усилитель прямого усиления (рис. 19.11), состоящий из трех каскадов. Каждый каскад собран по схеме с общим эмиттером, и его работа в принципе* не отличается от работы рассмотренных УНЧ. Отсутствие разделительных конденсаторов между каскадами приводит к тому, что постоянная составляющая напряжения предыдущего каскада подается на базу последующего и, следовательно, ее необходимо компенсировать.

Компенсация постоянного напряжения предыду­щего каскада обеспечивается постоянным напряже­нием, которое снимается с резистора R_э, последую­щего каскада. В частности, сопротивление резисторов R_э2 и выбирают такими, чтобы напряжения база— эмиттер транзисторов Т₂ и Т₃ обеспечивали нормаль­ный режим работы.

Режим покоя транзистора Т₁ определяется на­пряжением делителя R₁R₂, а также напряжением на R _Э1

Резисторы R _Э1 — R_э3 обеспечивают также отри­цательную обратную связь по току. Эта обратная связь по постоянной составляющей тока полезна с точки зрения уменьшения дрейфа нуля усилителя. Дрейфом нуля усилителя называют изменение вы­ходного напряжения усилителя, не связанное с из­менением входного напряжения. Дрейф может быть вызван изменением напряжения источника питания, температуры окружающей среды, параметров схемы и т. д. Напряжение дрейфа соизмеримо с напряже­нием сигнала и поэтому вызывает его недопустимые искажения. Для борьбы с дрейфом стабилизируют напряжение источников питания, используют глубо­кие отрицательные обратные связи, а также произ­водят специальный подбор деталей и элементов схемы УПТ. Наиболее эффективным методом борьбы с дрей­фом в УПТ является применение балансных схем УПТ и схем с преобразованием постоянного напря­жения в переменное.

Оглавление

14.6. ИМПУЛЬСНЫЕ И ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Импульсному (ключевому) режиму работы транзистора соответствует два крайних со­стояния: транзистор или заперт, или полностью от­крыт. В этом режиме транзисторы используют как бесконтактные переключающие устройства. Рас­смотрим работу схемы, приведенной на рис. 19.12. В интервалы времени 0 —t₁, t₂ — t₃ и т. д., когда напряжение отсутствует (рис. 19.13, а), переход эмит­тер — база заперт и ток коллектора равен нулю. Следовательно, напряжение на коллекторе равно напряжению источника питания (— E_К) (рис. 19.13,6) и транзистор заперт. Когда на вход схемы подают отрицательные запускающие импульсы (интервалы времени t₁—t₂, t₃ — t₄), переход эмиттер — база открывается и в коллекторной цепи проходит ток. Амплитуда импульсов U_и (рис. 19.13, а) выбирается такой, чтобы коллекторный ток при заданных R_к и E_к достигал максимального значения, равного току насыщения I _{к нас} ≈ E_K/R_K (рис. 19.14). При этом напряжение на коллекторе U_{к3 изс} близко к нулю (рис. 19.13,б), т.е. транзистор полностью открыт.

Избирательные усилители применяют в тех слу­чаях, когда необходимо усилить сигнал в достаточно узком диапазоне частот. Распространенным типом избирательных усилителей являются резонанс­ные (рис. 19.15).

В них в качестве нагрузки коллекторной цепи используют параллельный колебательный L_кС_к-контур, настроенный на частоту сигнала f_с- Для сигнала с резонансной или близкой к ней частотами контур имеет большое сопротивление R_{к рез}- Для частот, далеких от резонансной, сопротивление контура мало.

Таким образом, контур позволяет выделить на­пряжение резонансной и близких к ней частот

Оглавление

ГЛАВА 15

ЭЛЕКТРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

§ 15.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Электронный генератор — это устройство, преобра­зующее электрическую энергию источника постоянного тока в энергию незатухающих электрических колеба­ний заданной формы и частоты.

Электронные генераторы широко используют в ра­диоаппаратуре, измерительной технике, устройствах автоматики, электронно-вычислительных машинах и т. д.

По способу возбуждения генераторы подразделяют на генераторы с независимым возбуждением и генераторы с самовозбуждением (автогене­раторы). Генераторы с независимым возбуждением являются усилителями колебаний, которые вырабаты­вают посторонние источники. Автогенераторы сами создают незатухающие колебания за счет использо­вания положительной обратной связи (см. § 19.4).

Среди автогенераторов можно выделить генераторы синусоидальных колебаний и импульс­ные генераторы. Генераторы синусоидальных коле­баний подразделяют на автогенераторы типа LC и автогенераторы типа RC.

Оглавление

15.2. ТРАНЗИСТОРНЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР ТИПА LC

Автогенераторы типа LC различают по способу создания положительной обратной связи как автогене­раторы с емкостной, автотрансформаторной и индук­тивной (транформаторной) связью. Они состоят из колебательного контура, в котором возбуждаются колебания нужной частоты; усилительного элемента (транзистора), усиливающего сигнал, попадающий на его вход через цепь обратной связи; цепи положитель­ной обратной связи, обеспечивающей подачу энергии с выхода схемы на ее вход в нужном количестве и в должной фазе; источника с постоянной ЭДС, энер­гия которого преобразуется в колебательную энергию в контуре.

На рис. 20.1 приведена схема транзисторного авто­генератора с индуктивной связью. При подключении к источнику питания E_к конденсатор контура С_к заря­жается по цепи: +E_к, резистор R_э, эмиттер, база, коллектор транзистора Т, С_к (— Е_к). Конденсатор С_к и индуктивная катушка образуют параллельный коле­бательный контур, и, так как конденсатор С_к накопил определенную энергию, в контуре возникают свобод­ные колебания с частотой f_о, которая определяется параметрами этого контура. В результате индуктивной связи между катушками L_K и L_oc в катушке обратной связи L_oc наводится переменное напряжение той же частоты, что и в контуре. Это напряжение подводится к участку эмиттер — база транзистора, что вызывает пульсацию коллекторного тока с частотой fo.

Если обратная связь положительная, переменная составляющая коллекторного тока усиливает колеба­ния в контуре, что вызывает увеличение амплитуды переменного напряжения на входе транзистора. Это, в свою очередь, вызывает новое увеличение амплитуды переменной составляющей коллекторного тока и т. д. Нарастание амплитуды переменной составляющей коллекторного тока ограничено, так как связь между входным и выходным напряжением транзистора опре­деляется характеристикой, приведенной на рис. 20.2. Надо иметь в виду, что для установления режима незатухающих колебаний в контуре недостаточно только обеспечить положительную обратную связь. Необходимо, чтобы потери энергии в контуре были полностью скомпенсированы усилителем за счет энер­гии источника постоянного тока.

Таким образом, незатухающие колебания в контуре генератора устанавливаются при выполнении двух условий, которые называют условиями самовоз­буждения. Это условие баланса фаз, которое обеспечивается положительной обратной связью, и условие баланса амплитуд, зависящее от зна­чения коэффициента обратной связи β.

Оглавление

15.3. ТРАНЗИСТОРНЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР ТИПА RC

Автогенераторы типа LC применяют в основном на частотах выше 20 кГц, так как для более низких частот конструкция таких колебательных контуров громоздка. Для получения синусоидальных колебаний на низких частотах применяют более простые и де­шевые генераторы типа RC. Простейшая схема такого генератора приведена на рис. 20.3.

Вместо колебательного контура в схеме включен резистор R_н, а положительная обратная связь осуще­ствляется через фазовращательную цепь, состоящую из трех звеньев RC. Если выход данной схемы соеди­нить непосредственно с входом, обеспечив при этом условия самовозбуждения, то генерируемые колебания не будут синусоидальными. Для того чтобы схема вырабатывала именно синусоидальные колебания, по­ложительная обратная связь должна обеспечиваться только для одной определенной гармоники несину­соидальных колебаний. Эту функцию и выполняет фазовращательная цепь RC.

Параметры цепи должны быть выбраны так, чтобы при увеличении коллекторного тока и, следовательно, увеличении потенциала коллектора потенциал базы (рис. 20.3) уменьшался. Иными словами, напряжения на коллекторе и на базе должны находиться в противофазе. Это и есть условие баланса фаз. Покажем с помощью упрощенной векторной диаграммы (рис. 20.4), как выполняется это условие. При этом бу­дем полагать, что током в каждом последующем звене цепи RC можно пренебречь по сравнению с током в предыдущем звене. Переменная составляющая коллекторного напряжения U_K вызовет в цепи С₁R₁, ток, опережающий это напряжение по фазе на неко­торый угол. Этот угол определяется соотношением между Х_­C1 и R₁ и может быть выбран равным 60°. Напряжение U_R1 в свою очередь, вызовет в цепи C₂R₂ ток с таким же соотношением параметров, как и в цепи C₁R₁. Это обеспечит сдвиг по фазе между U_R1 и U_R2 также на 60° и т. д. В итоге напряжение на R₂, приложенное к участку база — эмиттер тран­зистора Т (см. рис. 20.3), окажется сдвинутым по отношению к U_K на 180°. Частота синусоидальных колебаний в схеме определяется параметрами цепи RC и при условии С ₁ = С₂ = С₃ = С; R₁ = R₂ = R₃+ R₂’ = Rf_о=1/(2 _π√ 6 RC).

Дата добавления: 2017-01-13