Sammendrag: Grunnleggende diagrammer over selveksitasjonsmoduser. Generatorens selveksiteringsmodus Hard modus for selvmagnetisering av generatoren
Myk modus.
Hvis driftspunktet er plassert i delen av iK(uBE)-karakteristikken med størst bratthet, kalles selveksitasjonsmodusen myk.
La oss følge endringene i amplituden til den første harmoniske strømmen avhengig av verdien av tilbakekoblingskoeffisienten til CBS. En endring i CBS fører til en endring i helningsvinkelen a for den direkte tilbakemeldingen (fig. 2)
Figur 2. Myk selveksiteringsmodus
Når KOS = KOS1 hviletilstanden er stabil og generatoren ikke er eksitert, er amplituden til oscillasjonene null (fig. 2 b). Verdien av KOS = KOS2 = KKR er grenseverdien (kritisk) mellom stabiliteten og ustabiliteten til hviletilstanden. Når KOS = KOS3 > KKR, er hviletilstanden ustabil, generatoren vil bli begeistret, og verdien av Im1 vil bli etablert tilsvarende punkt A. Med en økning i KOS vil verdien av den første harmoniske av utgangsstrømmen øke gradvis og ved KOS = KOS4 vil det etableres ved punkt B. Ved en nedgang i KOS vil amplituden av svingninger avta langs samme kurve og oscillasjonene brytes ned ved tilbakekoblingskoeffisienten KOS = KOS2< ККР.
Som konklusjon kan følgende funksjoner i den myke selveksitasjonsmodusen bemerkes:
Ø eksitasjon krever ikke en stor verdi av tilbakemeldingskoeffisienten til CBS;
Ø eksitasjon og forstyrrelse av oscillasjoner skjer ved samme verdi av tilbakekoblingskoeffisienten KKR;
Ø det er mulig å jevnt justere amplituden til stasjonære oscillasjoner ved å endre verdien av tilbakekoblingskoeffisienten til CBS;
Ø som en ulempe bør det bemerkes den store verdien av den konstante komponenten av kollektorstrømmen, noe som fører til en lav effektivitetsverdi.
Hard modus.
Hvis driftspunktet er plassert i den karakteristiske delen iK = f (uBE) med lav helling S< SMAX, то режим самовозбуждения называется жестким.
Figur 3. Hard selveksiteringsmodus
Selvoscillatoren vil bli begeistret når tilbakekoblingskoeffisienten overskrider verdien av KOS3 = KOSKR. En ytterligere økning i CBS fører til en svak økning i amplituden til den første harmoniske av utgangsstrømmen (kollektor) Im1 langs V-G-D-banen. Å redusere KOS til KOS1 fører ikke til sammenbrudd av svingningene, siden punktene B og B er stabile, og punkt A er stabile til høyre. Oscillasjonene brytes ned ved punkt A, dvs. ved CBS< КОС1, так как точка А неустойчива слева.
Dermed kan vi merke oss følgende funksjoner ved generatordriften i en hard selveksitasjonsmodus:
Ø selveksitasjon krever en stor verdi av tilbakemeldingskoeffisienten til CBS;
Ø eksitasjon og forstyrrelse av oscillasjoner skjer trinnvis ved forskjellige verdier av tilbakemeldingskoeffisienten til CBS;
Ø amplituden til stasjonære oscillasjoner kan ikke endres innenfor store grenser;
Ø den konstante komponenten av kollektorstrømmen er mindre enn i myk modus, derfor er effektiviteten betydelig høyere.
Ved å sammenligne de positive og negative aspektene ved de betraktede selveksitasjonsmodusene, kommer vi til en generell konklusjon: pålitelig selveksitasjon av generatoren sikres av den myke modusen, og økonomisk drift, høy effektivitet og en mer stabil amplitude av oscillasjoner er gitt ved hard modus.
Ønsket om å kombinere disse fordelene førte til ideen om å bruke automatisk skjevhet, når generatoren er opphisset i en myk modus for selveksitasjon, og driften skjer i en hard modus. Essensen av automatisk offset er diskutert nedenfor.
Automatisk offset.
Essensen av modusen er at for å sikre eksitasjon av selvoscillatoren i myk modus, velges startposisjonen til driftspunktet på den lineære delen av strømningskarakteristikken med maksimal bratthet. Den ekvivalente motstanden til kretsen velges slik at selveksitasjonsbetingelsene oppfylles. I prosessen med å øke oscillasjonsamplituden endres likestrømsmodusen automatisk og i stasjonær tilstand etableres driftsmodusen med avskjæring av utgangsstrømmen (kollektorstrømmen), dvs. selvoscillatoren opererer i en hard selveksitasjonsmodus i delen av strømningskarakteristikken med lav helning (fig. 4).
Figur 4. Prinsipp for automatisk forspenning av en selvoscillator
Den automatiske forspenningen oppnås vanligvis på grunn av basisstrømmen ved å inkludere kjeden R B C B i basiskretsen (fig. 5).
Figur 5. Automatisk forspenningskrets på grunn av grunnstrøm
Den initiale forspenningen tilveiebringes av spenningskilden E B. Når oscillasjonsamplituden øker, øker spenningen over motstanden RB, skapt av den konstante komponenten av basisstrømmen I B0. Den resulterende forspenningen (EB - I B0 R B) synker, og tenderer til E B S T.
I praktiske kretser tilveiebringes den innledende forspenningen ved å bruke en grunnleggende deler R B1, R B2 (fig. 6).
Figur 6: Automatisk forskyvning ved bruk av grunndeler
I denne kretsen er den innledende forspenningen
E B.START. =E K -(I D +I B0)R B2,
hvor I D =E K /(R B1 +R B2) – delestrøm.
Når oscillasjonsamplituden øker, øker den konstante komponenten av basisstrømmen IB 0 og forskyvningen EB avtar i størrelse, og når EBST-verdien i stabil tilstand. Kondensatoren SB forhindrer kortslutning av motstanden RB1 med likestrøm.
Det skal bemerkes at innføringen av en automatisk forspenningskrets i generatorkretsen kan føre til fenomenet intermitterende generering. Årsaken til dens forekomst er forsinkelsen av den automatiske forspenningen i forhold til økningen i oscillasjonsamplituden. Med en stor tidskonstant t = RBSB (Fig. 8.41), øker svingningene raskt, og forskyvningen forblir praktisk talt uendret - EB.START. Videre begynner forskyvningen å endre seg og kan være mindre enn den kritiske verdien ved hvilken stasjonaritetsbetingelser fortsatt er oppfylt, og oscillasjonene vil brytes ned. Etter at oscillasjonene stopper vil kapasitansen SB sakte utlades gjennom RB og forspenningen vil igjen tendere til EB.START. Så snart skråningen blir stor nok, vil generatoren bli begeistret igjen. Ytterligere prosesser vil bli gjentatt. Dermed vil det med jevne mellomrom oppstå svingninger og brytes ned igjen.
Intermitterende svingninger anses generelt for å være uønskede fenomener. Derfor er det veldig viktig å beregne elementene i den automatiske forspenningskretsen på en slik måte at man utelukker muligheten for intermitterende generering.
For å eliminere intermitterende generering i kretsen (fig. 4), velges verdien av SB fra likheten
Autogenerator med transformatortilbakemelding
La oss vurdere en forenklet krets av en transistor-selv-oscillator av harmoniske oscillasjoner med transformatortilbakemelding (fig. 7).
Figur 7. Autogenerator med transformatortilbakemelding
Formål med kretselementene:
Ø transistor VT p-n-p type, fungerer som et forsterkende ikke-lineært element;
Ø oscillerende krets LKCKGE setter frekvensen av oscillasjoner av generatoren og sikrer deres harmoniske form, den reelle ledningsevnen GE karakteriserer energitapene i selve kretsen og i den eksterne belastningen knyttet til kretsen;
Ø-spole LB gir positiv tilbakemelding mellom kollektor- (utgang) og basis- (inngang) kretser, den er induktivt koblet til kretsspolen LK (gjensidig induksjonskoeffisient M);
Ø strømforsyninger EB og EK gir de nødvendige konstante spenningene ved overgangene til transistoren for å sikre den aktive modusen for dens drift;
Ø kondensator CP skiller generatoren og dens DC-belastning;
Ø blokkerende kondensatorer SB1 og SB2 bypasser strømforsyninger via vekselstrøm, og eliminerer ubrukelige energitap på deres interne motstander.
Den myke modusen er preget av den ubetingede raske etableringen av en stasjonær modus når autogeneratoren er slått på.
Den harde modusen krever ytterligere forhold for å etablere svingninger: enten en stor tilbakekoblingskoeffisient eller ytterligere ekstern påvirkning (pumping).
I en AG med myk modus er ikke posisjonen til driftspunktet avhengig av svingningene som utvikles. For best eksitasjon er det ønskelig at driftspunktet til det aktive elementet er i midten av den lineære seksjonen av DPC, det vil si ved punktet med maksimal forsterkning (fig. 10).
I en AG med en hard eksitasjonsmodus settes driftspunktet i området for den nedre ikke-lineære seksjonen (nær cutoff) slik at strømmen i fravær av generering vil være nær null. På grunn av den lave forsterkningen kan det hende at innledende oscillasjoner ikke utvikles (fig. 11).
For å analysere kvaliteten på eksitasjonsmodusen, brukes de såkalte oscillerende egenskapene til AG: avhengigheten av amplituden til utgangsspenningen til forsterkeren (eller forsterkningen) på amplituden til inngangsspenningen når AG-kretsen er åpen , og åpningen kan gjøres på et hvilket som helst passende sted, for eksempel som vist i fig. 12.
Den myke selveksiteringsmodusen er preget av en konstant konkav kurve med maksimal bratthet ved origo. Tilbakemeldingskretsen i koordinatene til den oscillerende karakteristikken kalles tilbakekoblingslinjen (FLO) Siden i koordinatene har ligningen til tilbakekoblingslinjen formen , og
i koordinater er VOC en linje parallelt med abscis-aksen.
Skjæringspunktet for den ikke-lineære oscillerende karakteristikken med VOC, i samsvar med amplitudebalanseligningen, bestemmer de stasjonære amplitudene og.
I fig. Figur 13 viser et typisk bilde av de oscillerende egenskapene til en AG med myk selveksitasjon og flere VOC.>
Fra fig. 13 er det klart at når oscillerende karakteristikk og VOC har to skjæringspunkter OM Og M, og T. OM er ustabil og M- stabil.
La oss faktisk se på tilfellet der stabil generasjon forekommer (fig. 14).
Anta at når AG er slått på, på et tidspunkt, vises en spenning med amplitude ved utgangen. Denne oscillasjonen overføres gjennom en tilbakemeldingskrets til inngangen med amplitude. I sin tur vil spenningen forårsake en spenning ved utgangen (se piler i fig. 14) osv. Deretter kan vi gjøre en overgang fra oscillerende karakteristikk til VOC, fra VOC til oscillerende karakteristikk osv., til vi til slutt når punktet M. Denne typen grafer kalles Lameray-diagrammer. Dette diagrammet viser at enhver, uansett hvor liten, forstyrrelse når AG er slått på fører den til en stasjonær tilstand, bestemt av punkt M. I fig. 15 viser at t. M er stasjonær når amplituden endres fra .
Lignende diagrammer kan sees ved hjelp av fig. 13, f.
For å endre verdien av den stasjonære amplituden i en AG med en myk modus, er det nok å endre verdien av tilbakemeldingskoeffisienten. Ved økning Til os fra null oppstår ikke selvsvingninger før verdien Til os vil ikke nå verdien Til os,cr =1/ K(0), Hvor K(0) er gevinsten ved , dvs. når AG er begeistret. Ytterligere økning Til os fører til en økning (se fig. 16). Avta Til os fører til en endring i samme linje som ved økning. Du kan konstruere en lignende graf for signalamplituden i utgangskretsen til AG.
Den harde modusen for selveksitering av AG er preget av en konkav-konveks oscillerende karakteristikk med ett eller flere infleksjonspunkter og følgelig mer enn to skjæringspunkter (fig. 17).
Denne typen karakteristikk er typisk for AG-er hvis arbeidspunkt for forsterkerelementet er plassert ved den nedre bøyningen av strømningskarakteristikken. Det er lett å vise at punktene O og M er stabile i dette tilfellet, og punkt N er ustabile. Så lenge amplituden ved utgangen er mindre, vil ikke selvsvingningene øke (se diagram, fig. 18)
For å overføre generatoren til tilstand M ved en gitt K os, er det nødvendig å energisere AG med et ekstra signal (fra inngangs- eller utgangssiden), kalt eksitasjons- eller pumpesignalet. I dette tilfellet må størrelsen på pumpesignalet overstige verdien bestemt av punktet N. I dette tilfellet vil pumpesignalet gjennom tilbakekoblingskretsen føre generatoren til en stasjonær tilstand M (se fig. 19).
For å begeistre en slik AG, er det mulig å ikke bruke ekstra pumping, men å etablere så sterk tilbakemelding at generatoren er selvbegeistret; i dette tilfellet må vilkåret være oppfylt. Tatt i betraktning at i dette tilfellet er K(0) ganske liten, kan tilstanden bare møtes med svært dyp tilbakemelding. Dette faktum er illustrert i fig. 20.
Mens amplituden til selvsvingninger er null. Når du er i en generator
svingninger med amplitude vil bli etablert. Ytterligere økning Til os vil føre til en jevn reduksjon i amplitude. Hvis vi nå reduserer Til os, så vil amplituden til oscillasjonene fra inngangssiden til forsterkeren gradvis avta inntil tilbakekoblingskoeffisienten når verdien ved hvilken VOC berører den konvekse delen av oscillerende karakteristikk. Amplituden til stasjonære oscillasjoner vil være lik . Ytterligere reduksjon Til os vil føre til forstyrrelse av selvsvingninger. Således, i en AG med en stiv oscillerende karakteristikk, er det umulig å etablere oscillasjoner med en amplitude mindre enn . Tilsvarende resonnement kan gjøres for amplituden til AG-utgangssignalet, men siden det er en entydig sammenheng mellom inngangs- og utgangsamplituden, trenger ikke dette å gjøres.
Fordelen med den myke selveksiteringsmodusen er at det er enkelt å bringe AG-en inn i den nødvendige stasjonære modusen. Ulempen er lav effektivitet på grunn av den store verdien av likestrømskomponenten. I en AG med hard modus er fordelen fraværet av likestrøm (eller dens lille verdi) i AG hvilemodus.
Ved å bruke automatiske forspenningskretser i inngangskretsen er det mulig å oppnå en kombinasjon av fordelene ved begge typer eksitasjon: i oppstartsøyeblikket er driftspunktet på punktet med maksimal helling (midt i den lineære seksjonen) , og med økende amplitude, skifter driftspunktet mot cutoff på grunn av likerettingsegenskapene til inngangen p-n -overgang og automatisk forskyvningskjede. Et eksempel på et skjematisk diagram av en slik AG er vist i fig. 21.
En konstant spenning frigjøres ved motstand Rb, proporsjonal med amplituden til oscillasjonen som tilføres inngangen. I fig. Figur 22 viser et bilde av overgangen til AG til en stasjonær tilstand.
Steady-state-modus er preget av driften av transistoren med en avskjæringsvinkel på 90 0. Takket være forsterkerens oscillerende krets utvikles harmoniske selvsvingninger ved utgangen.
Avhengig av verdiene til de konstante forsyningsspenningene som leveres til elektrodene til forsterkerelementet og koeffisienten K os, er to selveksitasjonsmoduser mulige: myk og hard.
1. Myk selveksitasjonsmodus.
I denne modusen velges driftspunkt A på den lineære seksjonen av strøm-spenningskarakteristikken til forsterkerelementet, som sikrer den innledende driftsmodusen til forsterkerelementet uten å kutte utgangsstrømmen i ut (fig. nr. 2).
Ris. nr. 2. Diagram over myk selveksiteringsmodus.
Under disse forholdene oppstår selveksitasjon fra de mest ubetydelige endringene i inngangsspenningen Uin, som alltid er tilstede under reelle forhold på grunn av svingninger av ladningsbærere.
Til å begynne med øker svingningene i autogeneratoren relativt raskt. Deretter, på grunn av ikke-lineariteten til strømspenningskarakteristikken til forsterkerelementet, avtar veksten av oscillasjonsamplituden, siden spenningen ved inngangen faller på deler av strømspenningskarakteristikken med en stadig lavere statisk helling, og dette fører til en reduksjon i den gjennomsnittlige helningen S avg og overføringskoeffisienten K os for reverskretskommunikasjonen.
En økning i oscillasjoner skjer inntil overføringskoeffisienten K synker til enhet. Som et resultat etableres en stasjonær modus i selvoscillatoren, som tilsvarer en viss amplitude av utgangssvingninger, og avskjæringsvinkelen til utgangsstrømmen er 0>90 0 . Frekvensen av disse svingningene er veldig nær resonansfrekvensen til oscillasjonssystemet.
Hvis forsterkerelementet hadde en lineær strøm-spenningskarakteristikk, ville amplituden til selvsvingninger øke til uendelig, noe som er fysisk umulig. Derfor er det umulig å oppnå stabile selvsvingninger med konstant amplitude i en lineær krets.
På grunn av ikke-lineariteten til strøm-spenningskarakteristikken, er formen på utgangsstrømmen i ut av forsterkerelementet ikke-sinusformet. Imidlertid, med en tilstrekkelig høy kvalitetsfaktor (50...200) til oscillerende systemet, er den første harmoniske av denne strømmen og følgelig spenningen ved utgangen av selvgeneratoren nesten harmoniske svingninger.
2. Hard selveksitasjonsmodus.
I denne modusen settes forspenningen U 0 slik at ved små amplituder av inngangsspenningen går ikke strømmen gjennom forsterkerelementet. Da kan ikke de små svingningene som oppstår i kretsen forårsake en strøm i utgangskretsen, og selveksitering av selvoscillatoren oppstår ikke. Oscillasjoner oppstår bare når deres opprinnelige amplitude er tilstrekkelig stor, noe som ikke alltid kan sikres. Prosessen med forekomst og vekst av oscillasjoner i en hard selveksitasjonsmodus er illustrert ved hjelp av fig. nr. 3.
Fig. nr. 3. Hardt selveksiteringsdiagram
Fra undersøkelse av denne figuren er det klart at ved små innledende amplituder av inngangsspenningen (kurve 1), oppstår ikke strømmen i ut = 0 og selvsvingninger. De oppstår bare ved en tilstrekkelig stor startspenningsamplitude (kurve 2) og øker raskt til en stabil verdi. I stasjonær modus opererer forsterkerelementet med en utgangsstrømavskjæringsvinkel på 0<90 0 .
For enkel drift av autogeneratoren er det mer tilrådelig å bruke en myk selveksitasjonsmodus, siden i denne modusen oppstår svingninger umiddelbart etter at strømkilden er slått på. Imidlertid, i en stiv oscillasjonsmodus med en avskjæringsvinkel på 0<90 0 обеспечиваются более высокий КПД автогенератора и меньшие тепловые потери. Поэтому в стационарном режиме автогенератора более выгоден именно режим с малыми углами отсечки выходного тока усилительного тока усилительного элемента.
Automatisk offset. Bruken gjør det mulig for selvoscillatoren å operere i myk selveksitasjonsmodus ved første innkobling, etterfulgt av en automatisk overgang til hard selveksiteringsmodus. Dette oppnås ved å bruke en spesiell automatisk forspenningskrets i autogeneratoren.
Fig. nr. 4a viser et forenklet kretsskjema av en selvoscillator basert på en bipolar transistor VT, hvis belastning er oscillasjonskretsen L2C2. En positiv tilbakekoblingsspenning skapes over spolen L1 og påføres mellom basen og emitteren til transistoren. Den innledende forspenningen6 ved bunnen av transistoren skapes av kilden som er slått på av autoforspenningskretsen R1C1.
Prosessen med forekomst og vekst av oscillasjoner er illustrert ved hjelp av fig. nr. 4b. I det første øyeblikket etter å ha slått på generatoren, dvs. i øyeblikket av tilsynekomsten av svingninger, er driftspunktet A lokalisert i området for den maksimale brattheten til transistorens strømspenningskarakteristikk. Takket være dette oppstår svingninger lett under forhold med en myk selveksitasjonsmodus. Når amplituden øker, øker basisstrømmen, hvis konstante komponent skaper et spenningsfall U cm over motstanden R1 (vekselkomponenten til denne strømmen går gjennom kondensatoren C1). Siden spenningen U cm påføres mellom basen og emitteren i negativ polaritet, reduseres den resulterende likespenningen ved basen U 0 - U cm, noe som fører til at driftspunktet skifter nedover langs transistorkarakteristikken og slår selvoscillatoren om til drift modus med små cutoff-vinkler av kollektorstrømmen mens strømkollektoren i k og base i b har form av en sekvens av pulser, og spenningen ved utgangen U ut, skapt av den første harmoniske av kollektorstrømmen, er en sinusformet svingning med en konstant amplitude.
Dermed fungerer den automatiske forspenningskretsen R1C1 i selvoscillatoren som en regulator av selveksitasjonsprosessen og gir i utgangspunktet betingelser for myk selveksitasjon med en påfølgende overgang til en mer gunstig modus med små avskjæringsvinkler.
Fordelen med myk modus er brukervennlighet, siden oscillasjoner oppstår automatisk umiddelbart etter at strømkilden er slått på. Ulempen med den myke modusen er den lave effektiviteten til utgangskretsen, siden selvoscillatoren i stabil tilstand fungerer som oscillasjoner av den første typen.
I den harde modusen for selveksitering er effektiviteten til utgangskretsen høy, men det er en betydelig ulempe i drift: for å begeistre generatoren, må du ha en annen selvoscillator for å starte den med svingninger av den andre typen .
Du kan kombinere fordelene med begge selveksitasjonsmodusene - brukervennlighet med høy effektivitet - og bli kvitt ulempene ved å bruke en kretsløsning: bruk automatisk forspenning i oscillatorkretsen, som vist i fig.
I denne kretsen, i øyeblikket for innkobling, er det innledende driftspunktet på passkarakteristikken til transistoren med spenningen fra deleren R1R2 satt til midten av karakteristikken. Oscillasjoner oppstår mykt, i modusen av svingninger av den første typen, dvs. fra null. Når amplituden til oscillasjonene øker, øker amplituden til utgangsstrømmen, noe som skaper en forspenning på motstanden R3, og flytter driftspunktet til venstre inn i avskjæringsområdet, som vist i fig. 2.10, a. Således oppstår svingninger automatisk, og i stabil tilstand fungerer selvoscillatoren som svingninger av den andre typen med høy effektivitet.
Helningen til den oscillerende karakteristikken bestemmes av verdien av tilbakekoblingskoeffisienten Ko.s. I fig. Figur 2.12 viser posisjonen til tilbakemeldingslinjen ved ulike tilbakekoblingsforhold.
Det kan sees her at med en reduksjon i tilbakemelding, reduseres amplituden til steady-state oscillasjoner Uset2 4 Intermitterende generasjon Intermitterende generasjon. Posisjonen til driftspunktet i stabil tilstand bestemmer driftsmodusen til transistoren, og derfor parametrene til selvoscillatoren. Og for å sette driftspunktet til en gitt posisjon, er det nødvendig å velge forskyvningselementene R3C3 riktig. Hvis auto-forspenningsmotstanden velges større enn nødvendig, vil forspenningen øke og forskyve driftspunktet enda lenger til venstre i cutoff-området (fig. 2.13). Amplituden til kollektorstrømmen vil avta og vil være utilstrekkelig til å opprettholde svingningene, de vil stoppe. Etter at oscillasjonene i kretsen stopper, slår transistoren seg av og kollektorstrømmen flyter ikke. I lukket tilstand holdes transistoren av spenningen over kondensatoren Se påført mellom basen og emitteren. Under generering ble kondensatoren ladet av zmitterstrømmen. Etter at oscillasjonene stopper, er det ingen strøm og kondensatoren lades ikke opp, men begynner tvert imot å utlades gjennom motstand R3. Forspenningen avtar eksponentielt (avsnitt 2-3 i fig. 2.13). Driftspunktet på transistorkarakteristikken skifter til høyre. I det øyeblikket når driftspunktet er i en slik del av karakteristikken at kollektorstrømmen er tilstrekkelig til å kompensere for alle tap i kretsen, dvs. amplitudebalansering vil bli utført, vil oscillasjoner oppstå igjen. De vil vokse og bryte igjen. Dermed vil prosessen med forekomst, vekst og sammenbrudd av svingninger gjentas. Autogeneratoren vil fungere i intermitterende generasjonsmodus. Utgangen produserer radiopulser, hvis repetisjonsperiode bestemmes av parameterne ReSe. Intermitterende generering brukes til å motta radiopulser. Studiespørsmål: 1 Amplitudekarakteristikker for selveksitasjonsmoduser
4 Intermitterende generasjon 1 Amplitudekarakteristikker for selveksitasjonsmoduser For å spore mer detaljert prosessen med forekomst, vekst og etablering av oscillasjoner i en selvoscillator, er det praktisk å bruke den grafiske metoden ved å bruke den oscillerende karakteristikk og tilbakemeldingslinjen. Oscillerende egenskaper kalles avhengigheten av amplituden til den første harmoniske av kollektorstrømmen på amplituden til styrespenningen ved bunnen av transistoren Ik1 = f(UBE). Typen av oscillerende karakteristikk avhenger av posisjonen til driftspunktet på passkarakteristikken til transistoren Ik=f(ebe). Når transistoren opererer i oscillasjonsmodusen av den første typen, dvs. når driftspunkt A er valgt i midten av den lineære delen av strømningskarakteristikken, som vist i fig. 2.10a har den oscillerende karakteristikken en konveks form (fig. 2.10,6,1). Når amplituden til inngangsspenningen øker, øker amplituden til utgangsstrømmen i utgangspunktet ganske raskt på grunn av den konstante helningen Sd = const). Deretter avtar veksten av utgangsstrømmen på grunn av ikke-lineariteten til den nedre og øvre bøyningen til transistorkarakteristikken. Hvis driftspunktet på transistorens overgangskarakteristikk er valgt i avskjæringsområdet til utgangsstrømmen B (andreordens oscillasjonsmodus), begynner oscilleringskarakteristikken litt til høyre for null. Deretter, når inngangsspenningen (kontroll) øker, har den oscillerende karakteristikken en nedre bøy, tilsvarende den ikke-lineære nedre delen av gjennomstrømningskarakteristikken, og følgelig en øvre bøyning (fig. 2.10,6,11). Tilbakemeldingslinje kalles den grafisk uttrykte avhengigheten av tilbakekoblingsspenningen på strømmen i transistorens utgangskrets. Siden tilbakekoblingskretsen er lineær, er tilbakekoblingslinjen en rett linje som stiger opp fra origo (fig. 2.10c). For å spore prosessen med forekomst, vekst og etablering av oscillasjoner, kombinerer vi den oscillerende karakteristikken og tilbakemeldingslinjen på én graf. 2 Myk selveksiteringsmodus. Myk selveksitasjonsmodus. I fig. 2.11, og amplitil generatorene i førsteordens oscillasjonsmodus (buet linje) og amplitudtil selvoscillatoren (rett linje) er kombinert på én graf. Siden det innledende driftspunktet er plassert på den midtre bratte delen av transistorens gjennomstrømningskarakteristikk (se fig. 2.10, a), vil selv de minste endringer i spenning ved transistorinngangen forårsake endringer i utgangsstrømmen. Og slike små endringer i spenning i kretsen er alltid til stede enten på grunn av svingninger av ladningsbærere, eller på grunn av inkluderingen av spenningen til strømkilden. La oss anta at det oppstår en strøm Ib1m i kretsen på grunn av fluktuasjoner (fig. 2.1\a). Denne strømmen gjennom tilbakekoblingskretsen skaper en eksitasjonsspenning U1 ved inngangen. Denne spenningen, i samsvar med oscillerende karakteristikk, forårsaker en strøm I2 i utgangskretsen. Ved strøm I2 induseres spenning U2 på inngangskretsen til selvoscillatoren i samsvar med tilbakekoblingslinjen, som forårsaker strøm I3, etc. Sekvensen av økning i oscillasjoner er vist i fig. 2.11, og ved piler. Dermed vil oscillasjoner i kretsen øke til en verdi bestemt av punkt B i skjæringspunktet mellom oscillerende karakteristikk og tilbakekoblingslinjen. Punkt B tilsvarer steady-state oscillasjonsmodus: strøm Iset flyter i utgangskretsen, og spenning Uset opprettes i base-emitter-seksjonen. Ved punkt B er amplitudene balansert, og stabile svingninger etableres i selvoscillatoren. Faktisk, hvis strømmen ved utgangen av selvoscillatoren har sunket til verdien I3, vil den gjennom tilbakekoblingskretsen skape spenning U3 ved inngangen og svingningene vil igjen øke til steady-state-verdien Hvis det pga. ytre påvirkning øker strømmen i kretsen for eksempel til verdien Iv, da blir tapene i kretsen større og spenningen som induseres ved inngangen gjennom tilbakekoblingskretsen er mindre.Svingningene avtar til en steady-state verdi. Av det som er vurdert følger det at i seksjonen hvor svingekarakteristikken går over kommunikasjonslinjen, er påfyllingen større enn tapene og svingningene øker. I området der oscilleringskarakteristikken er under tilbakemeldingslinjen, er påfyllingen mindre enn tapet og svingningene reduseres. Ved punkt B er skjæringspunktene for amplitudekarakteristikkene til påfyllingen lik tapene. Således, i modusen for oscillasjoner av den første typen, oppstår oscillasjoner i selvoscillatoren uavhengig etter å ha slått på strømkilden og øker jevnt og mykt til en jevn verdi. Derfor kalles denne oscillasjonsmodusen den myke selveksitasjonsmodusen. 3 Hard selveksiteringsmodus. Alvorlig selveksitasjonsmodus. Hvis driftspunktet på transistorens passkarakteristikk er valgt i utgangsstrømavskjæringsområdet, skjærer den oscillerende karakteristikken tilbakekoplingslinjen på to punkter, som vist i fig. 2.11, f. I region 1 går kurven under den rette linjen - dette betyr, som vist ovenfor, at tap i kretsen overstiger energipåfylling og svingninger ikke oppstår. I region 2 går kurven over den rette linjen - dette betyr at tapene i kretsen er mindre enn etterfyllinger, og svingningene kan øke. Fra dette er det klart at i oscillasjonsmodusen av den andre typen, kan ikke svingninger oppstå automatisk fra svingninger (avsnitt 0-1 i fig. 2.11, b). For at oscillasjoner skal oppstå i en selvoscillator i oscillasjonsmodusen av den andre typen, er det nødvendig å påføre en spenning med betydelig amplitude UB03b>Un til inngangskretsen til transistoren. Først etter denne skarpe, alvorlige eksterne spenningsstigningen, svingninger oppstår og øker raskt. Derfor kalles selveksitasjonsmodusen hard. Svingningene øker til en jevn verdi tilsvarende punkt B for stabile svingninger.
