1. Генераторы с внешним возбуждением

1.1Общие сведения

Генератором с внешним возбуждением (ГВВ) называют кас­кад радиопередатчика, в котором энергия источника постоянного напряжения преобразуется в энергию высокочастотных колеба­ний активным элементом (АЭ), управляемым периодическим сиг­налом внешнего возбуждения. В том случае, когда частота гене­рируемых колебаний совпадает с частотой возбуждения на входе, ГВВ является усилителем мощности колебаний. Можно построить ГВВ, преобразующий частоту колебаний, например, умножитель или делитель частоты, а также смеситель, на выходе которого ча­стота будет равна сумме или разности частот двух входных сиг­налов.

Выбор АЭ в ГВВ определяется диапазоном частот и требуе­мой выходной мощностью колебаний. Анализ режимов работы ГВВ с различными АЭ имеет в каждом случае специфические ха­рактеристики, связанные с особенностями работы АЭ или струк­турой остальных цепей схемы. Однако их проектирование, прин­ципы анализа и методы расчета ряда основных параметров ока­зываются сходными. ГВВ должен вырабатывать колебания тре­буемой мощности в заданной полосе частот.

Любой ГВВ содержит активный элемент, цепи возбуждения, нагрузки и питания. Назначение цепи возбуждения заключается в подаче сигнала на вход АЭ. Нагрузкой ГВВ являются (колеба­тельные системы, настроенные на рабочую частоту ГВВ и обес­печивающие выделение энергии высокочастотных колебаний. Цепь питания обеспечивает подачу энергии источника постоянного то­ка на АЭ, который преобразует ее в энергию колебаний.

В радиопередающих устройствах ГВВ выполняют роль проме­жуточных и выходных каскадов.

1.2Принцип действия генератора с внешним возбуждением гвв

Простейшие принципиальные схемы лампового и транзистор­ного ГВВ приведены на рис. 1.1, а, б. Основными элементами та­кого генератора являются: электронная лампа VL1 (транзистор VT1), колебательный контур LC, элементы связи с предыдущим каскадом L_CB и источник питания выходной цепи Е_а (или Е_к). На вход генератора в цепь управляющей сетки лампы подают два напряжения: постоянное напряжение смещения Е_см, которое оп­ределяет начальное положение рабочей точки на характеристике лампы и переменное напряжение радиочастоты u_с, называемое напряжением возбуждения.

С целью упрощения расчета и анализа работы генератора на­пряжение возбуждения принимают косинусондальным, т. е. и_с =

= Uс cos Ѡt, где Uс — амплитудное значение напряжения возбуж­дения.

В результате действия в цепи управляющей сетки переменно­го напряжения возбуждения в анодной цепи лампы ток изменяет­ся, т. е. Iа = Iа₀+Iа_~ cos Ѡt, где Iа₀ — постоянная составляющая анодного тока, создаваемая источником анодного питания; Iа_~-амплитудное значение переменной составляющей, вызываемое на­пряжением возбуждения.

Колебательный контур в анодной цепи лампы настроен в резонанс с частотой напряжения возбуждения ю. Поэтому он ока­зывает переменной составляющей анодного тока Iа_~ большое и чисто активное сопротивление R_э. Протекающая через контур пе­ременная составляющая анодного тока, создает на нем падение напряжения, называемое колебательным напряжением на конту­ре u_к= U_к cos Ѡt.

Вследствие усилительных свойств лампы амплитуда колеба­тельного напряжения на контуре U_а значительно больше ампли­туды поданного на вход напряжения возбуждения U_c. Мощность созданных в контуре колебаний будет больше мощности колеба­ний, поданных на вход генератора. Генератор с внешним возбуж­дением создает в контуре колебательную мощность Р_~ .

В зависимости от напряжения смещения, определяющего на­чальное положение рабочей точки на характеристике электронно­го прибора, различают два режима работы генератора: режим ко­лебаний первого рода и режим колебаний второго рода.