Генератор с индуктивной обратной связью

Принцип работы LC-генераторов

LC-генераторы – это генераторы с индуктивной обратной связью. Принцип автогенератора можно понять, если представить себе, что в рассмотренном ранее резонансном усилителе электрические колебания поступают на вход не от внешнего источника, а с выхода этого же усилителя через цепь обратной связи. Если на схему подано напряжение питания, то в коллекторной (стоковой) цепи протекает ток, который содержит как постоянную, так и флуктуирующую составляющие. С чем связано появление флуктуирующей составляющей? Электрические заряды в цепи имеются в определенном количестве. Причем в любой цепи реальное количество носителей заряда постоянно меняется. Амплитудный спектр флуктуирующего сигнала равномерен вплоть до частот 1012Гц. В спектре флуктуаций всегда найдется составляющая, частота которой близка к резонансной частоте контура, включенного в выходную цепь транзистора. За счет избирательных свойств контура эта спектральная составляющая будет выделена, а через цепь ОС поступит на вход усилителя.

Колебание, поступившее на вход, будет усиленно, как в обычном усилителе. В дальнейшем произойдет нарастание сигнала. Что для этого необходимо?

Для этого необходимо выполнить следующие условия:

 обратная связь (ОС) между входом и выходом должна быть положительной (это фазовое условие самовозбуждения);

 коэффициент усиления (Кус) должен превышать определенное значение (амплитудное условие самовозбуждения).

Если в схеме возникают колебания, их амплитуда возрастает до определенного значения (режим нарастания амплитуды), называемого переходным, а режим генератора, при котором амплитуда постоянна, - стационарным.

Более подробно рассмотрим работу автогенератора на примере LC-генератора.

Схема генератора с индуктивной обратной связью приведена на рисунке 18.1.

Цепь ОС в схеме образована индуктивностью Lсв, индуктивно связанной с колебательным контуром LкСк. Поэтому рассматриваемая схема - автогенератор с индуктивной ОС. Uосприложено к затвору относительно истока. Режим работы транзистора по постоянному току задается смещением истока Е₃в цепи затвора.

С₁и С₂блокируют источник U по переменному току и поэтому их сопротивление по частоте колебаний должно быть пренебрежительно мало. Посмотрим, как достигается необходимое соотношение фаз электрических колебаний. Для примера, зафиксируем фазу на выходе транзистора (затворе) и проследим фазовые сдвиги токов и напряжений в направлении вход-выход (транзистор - колебательный контур - цепь ОС). Положительная ОС будет обеспечена в том случае, если фаза колебаний, поступающих через цепь ОС в исходную точку, совпадает с зафиксированной нами фазой, либо отличается от нее на 360˚. Переменное напряжение на контуре (напряжение на стоке) при резонансной частоте совпадает по фазе с первой гармоникой тока стока и отстает на 180˚ от переменного напряжения на затворе. Следовательно, для выполнения условия самовозбуждения в цепи ОС необходимо обеспечить сдвиг фаз на 180˚. Для этого достаточно специальным образом подключить начала и концы обмоток Lки Lсв. При таком включении катушек сдвиг на 360˚ обеспечивается автоматически.

Дата добавления: 2014-12-25