40. "Мягкое" самовозбуждение зг

Такой режим наблюдается, когда рабочая точка А₁ расположена на участке проходной характеристики с максимальной крутизной S_0max, (см. рисунок 2.3).

Средняя крутизна определяет коэффициент усиления усилителя автогенератора: .

В этом случае зависимость от U_вых.ст будет монотонно уменьшающейся (рисунок 2.4, а) в силу того, что увеличение U_вых.ст обусловлено увеличением U_вх, а последнее приводит к уменьшению средней крутизны S_ср. Используя зависимость (рисунок 2.4, а) и помня, что стационарный режим наступает когда , можно построить график U_вых.ст = f(β), представленный на рисунке 2.4, б. Стрелки на графике показывают путь изменения U_вых.ст при увеличении β от нуля до какого-либо достаточно большого значения (например β'") и наоборот, т.е. от β"' до нуля. Отметим некоторые особенности «мягкого» режима самовозбуждения автогенератора:

– зависимость U_вых.ст = f(β) однозначная, то есть она не определяется направлением изменения β;

– выходное напряжение генератора при увеличении β плавно нарастает, начиная от нуля при β = β_к (β_к – критическая связь) и плавно спадает при уменьшении β до β_к.

41."Жёсткое" самовозбуждение зг

« Жесткий» режим самовозбуждения имеет место тогда, когда рабочая точка А₂ расположена на участке проходной характеристики транзистора с крутизной , как показано на рисунке 2.3.

При этом (рисунок 2.5, а) коэффициент усиления в зависимости от U_вых.ст сначала увеличивается, так как увеличивается S_ср за счет использования участков характеристики транзистора с большей крутизной, а затем уменьшается за счет уменьшения средней крутизны S_cp.

Построенная по графику рисунка 2.5, а зависимость U_вых.ст=f(β) имеет вид, показанный на рисунке 2.5, б. Из графиков следует, что при увеличении коэффициента β от нуля колебания в автогенераторе возникают при β = β_к1, так как только в этом случае выполняются условия самовозбуждения при U_вых.ст 0, причем на выходе генератора скачком устанавливается выходное напряжение величиной U''_вых.ст. При уменьшении β срыв колебаний в автогенераторе происходит также скачком, однако при другом значении β = β_к2 (минимальное выходное напряжение равно U'_вых.ст).

Отметим, что при «жестком» режиме возможно возникновение колебаний в автогенераторе и при величине β < β_к1, но большей β_к2 (например β'') в том случае, если на него кратковременно подать внешнее воздействие частоты ω₀ величиной большей, чем абсцисса точки А. В этом случае на выходе автогенератора устанавливаются колебания величиной U_B.

Из приведенного качественного анализа следует, что более предпочтительным режимом самовозбуждения является «мягкий». Однако коэффициент полезного действия автогенератора при этом значительно меньше, чем при «жестком» режиме из-за работы усилительного элемента (транзистора) с углом отсечки θ ≈ 180°.

Установление колебаний

Если, например, , то , это значит, что в системе сразу же, без всякого переходного процесса, устанавливается стационарное состояние. График изменения напряжения на сетке для этого случая показан на рис. 9, а.

Если же начальная амплитуда напряжения меньше стационарной амплитуды, в генераторе, как следует из (31), наблюдается нарастание колебаний (рис. 9, б).

Наконец, при амплитуда колебаний с течением времени уменьшается, стремясь в пределе к значению (рис. 9, в).

Полученные соотношения характеризуют установление автоколебаний в мягком режиме самовозбуждения.