Автоколебательная система

Генерирование гармонических колебаний.

Любой автогенератор представляет собой нелинейное устройство, преобразующие энергию питания в энергию колебаний. Независимо от схемы и назначения автогенератор должен иметь: источник питания, усилитель и цепь обратной связи должна быть положительной.

Автогенератор, находящийся в стационарном режиме, представляет собой обычный нелинейный усилитель, для возбуждения которого используются колебания, с выхода усилителя подаются на его вход по цепи обратной связи.

Если амплитуда и фаза возбуждения отвечают определенным условиям, то в энергетические отношений автогенератор ведет себя, так же как и генератор с внешним возбуждением имеет существенные особенности. Частота и амплитуда автоколебания в стационарном режиме определяются только параметрами самого генератора между тем, как в генераторе с внешним возбуждением частота и амплитуда колебаний навязываются возбудителем. В случае самовозбуждения большое значение имеет механизм возникновения колебаний при запуске автогенератора.

В момент запуска в колебательной цепи автогенератора возникают свободные колебания, обусловленные включением источников питания, замыканием цепей и т.д. Благодаря положительной обратной связи, эти первоначальные колебания усиливаются, причем на этапе, пока амплитуда мала, усиление практически линейно и цепь можно рассматривать как линейную.

Энергетический процесс нарастания амплитуд объясняется тем, что за один период колебания усилитель передает в нагрузку энергию, большую той, которая расходуется в ней за это время. С ростом амплитуд начинает, проявляется нелинейность устройств (кривизна вольтамперной характеристики усилительного элемента) и усиление уменьшается нарастание амплитуд, прекращается, когда усиление уменьшается до уровня, при котором только компенсируется затухание колебаний. При этом энергия, отдаваемая усилением за один период, оказывается равной энергий, расходуемой за это же время в нагрузке.

- частота генерации.

Структурная схема автогенератора.

Автогенератор в виде сочетания трех четырехполюсников: одного нелинейного безынерционого, и двух линейных. Нелинейный четырехполюсник соответствует усилительному элементу (транзистор, туннельный диод и т. д.), первый из четырехполюсников – колебательной цепи автогенератора, а второй – цепи обратной связи. Это генераторы с внешней обратной связи. Важное требование, предъявляемое к автогенератору, предназначенному для устройств передачи информации: вырабатываемое им колебание должно быть строго монохроматическим (в отсутствии модуляции). Любое нарушение монохроматичности, предъявляющиеся в паразитном изменений амплитуды, частоты и фазы колебания, можетт служить причиной возникновения помех в канале радиосвязи. Требование монохроматичности включает в себя также и требование стабильности частоты автоколебания.

Дата добавления: 2014-01-13