Режими на самовъзбуждане на генератора
Ако работната точка се намира в участъка на характеристиката iK(uBE) с най-голяма стръмност, тогава режимът на самовъзбуждане се нарича мек.
Да проследим промените в амплитудата на тока на първия хармоник в зависимост от стойността на коефициента на обратна връзка на KOS. Промяната в CBS води до промяна в ъгъла на наклона a на директната обратна връзка (фиг. 2)
Фигура 2. Мек режим на самовъзбуждане
При KOS = KOS1 състоянието на покой е устойчиво и генераторът не се възбужда, амплитудата на трептенията е нула (фиг. 2 б). Стойността на KOS = KOS2 = KKR е граничната (критична) между стабилността и нестабилността на състоянието на покой. Когато KOS = KOS3 > KKR състоянието на покой е нестабилно, генераторът ще бъде възбуден и стойността на Im1 ще бъде зададена в съответствие с точка А. С увеличаване на KOS, стойността на първия хармоник на изходния ток постепенно ще се увеличи и с KOS = KOS4 ще бъде зададена в точка B. С намаляване на KOS амплитудата на трептенията ще намалее по същата крива и трептенията ще се счупят, когато коефициентът на обратна връзка KOS = KOS2
Възбуждането на осцилатора ще настъпи, когато коефициентът на обратна връзка надвиши стойността на KOS3 = KOSKR. По-нататъшното увеличение на CBS води до леко увеличение на амплитудата на първия хармоник на изходния (колекторен) ток Im1 по пътя V-G-D. Намаляването на KOS до KOS1 не води до прекъсване на трептенията, тъй като точките C и B са стабилни, а точката A е стабилна отдясно. Трептенията прекъсват в точка А, т.е. в KOS
Сравнявайки положителните и отрицателните аспекти на разглежданите режими на самовъзбуждане, стигаме до общото заключение: надеждното самовъзбуждане на генератора осигурява мек режим и икономична работа, висока ефективност и по-стабилна амплитуда на трептене - твърд режим.
Желанието да се комбинират тези предимства доведе до идеята за използване на автоматично изместване,когато генераторът се възбужда в мек режим на самовъзбуждане и работата му се извършва в твърд режим. Същността на автоматичното изместване е разгледана по-долу.
Същността на режима се състои в това, че за да се осигури възбуждането на осцилатора в мек режим, първоначалното положение на работната точка се избира върху линейния участък на характеристиката на потока с максимална стръмност. Еквивалентното съпротивление на веригата е избрано така, че да са изпълнени условията за самовъзбуждане. В процеса на увеличаване на амплитудата на трептенията, режимът на постоянен ток автоматично се променя и в стационарно състояние режимът на работа се задава с прекъсване на изходния ток (колекторен ток), т.е. осцилаторът работи в режим на твърдо самовъзбуждане в участъка на характеристиката на потока с малка стръмност (фиг. 4).
Фигура 4. Принцип на автоматичното отклонение на осцилатора
Автоматичното преднапрежение обикновено се получава за сметка на базовия ток чрез включване на веригата RBSB в базовата верига (фиг. 5).
Фигура 5. Верига на автоматично отклонение поради базов ток
Първоначалното преднапрежение се осигурява от източника на напрежение EB. С увеличаване на амплитудата на трептенията, напрежението в резистора RB, създадено от постоянния компонент на базовия ток IB0, се увеличава. Полученото преднапрежение (EB - IB0RB) в този случай намалява, клонейки към EBST.
В практическите схеми първоначалното преднапрежение се осигурява с помощта на основния делител RB1, RB2 (фиг. 6).
Фигура 6. Автоматично отместване с помощта на основния разделител
В тази верига първоначалното напрежение на отклонение
С увеличаване на амплитудата на трептене, постоянният компонент на базовия ток IB 0 се увеличава и изместването EB намалява по величина, достигайки стойността на EBST встабилно състояние. Кондензаторът SB предотвратява късо съединение на резистора RB1 при постоянен ток.
Трябва да се отбележи, че въвеждането на автоматична верига на отклонение в генераторната верига може да доведе до феномена на прекъснато генериране. Причината за възникването му е забавянето на автоматичното преднапрежение спрямо нарастването на амплитудата на трептенията. При голяма времева константа t \u003d RBSB (фиг. 8.41), трептенията нарастват бързо и изместването остава практически непроменено - EB.NACH. Освен това изместването започва да се променя и може да се окаже по-малко от критичната стойност, при която условията за стационарност все още са изпълнени, и колебанията се разпадат. След прекъсването на трептенията, капацитетът на SB бавно ще се разреди през RB и отклонението отново ще се стреми към EB. Веднага щом наклонът стане достатъчно голям, генераторът ще се възбуди отново. Следващите процеси ще бъдат повторени. По този начин колебанията периодично ще възникват и ще се прекъсват отново.
Периодичните трептения, като правило, са нежелани явления. Ето защо е много важно да се изчислят елементите на веригата за автоматично отклонение по такъв начин, че да се изключи възможността за периодично генериране.
За да се изключи прекъснатото генериране във веригата (фиг. 4), стойността на SB се избира от равенството
Автогенератор с трансформаторна обратна връзка
Помислете за опростена диаграма на транзисторен автоосцилатор на хармонични трептения с трансформаторна обратна връзка (фиг. 7).
Фигура 7. Автоосцилатор с трансформаторна обратна връзка
Присвояване на елементите на веригата:
Ø транзистор VT тип p-n-p, действа като усилващ нелинеен елемент;
Ø осцилаторна верига LKCKGE задава честотата на трептенията на генератора и осигурява тяхната хармонична форма,реалната проводимост GE характеризира загубата на енергия в самата верига и във външния товар, свързан с веригата;
Ø бобина LB осигурява положителна обратна връзка между колекторната (изходна) и базовата (входна) вериги, тя е индуктивно свързана към верижната бобина LK (коефициент на взаимна индуктивност M);
Ø захранващите блокове EB и EK осигуряват необходимите постоянни напрежения на транзисторните преходи за осигуряване на активния му режим на работа;
Ø кондензатор SR разделя генератора и неговия DC товар;
Ø блокиращите кондензатори SB1 и SB2 шунтират източниците на променливотоково захранване, елиминирайки безполезните загуби на енергия от техните вътрешни съпротивления.