Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Введение. Обобщенная схема автоколебательной системы

Читайте также:
  1. I. ВВЕДЕНИЕ.
  2. I. Схема
  3. I. Схема кровотока в кортикальной системе
  4. III. Избирательные системы.
  5. III. Схема функционирования ЮГА
  6. JOURNAL OF COMPUTER AND SYSTEMS SCIENCES INTERNATIONAL (ИЗВЕСТИЯ РАН. ТЕОРИЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ)
  7. Nbsp;   Схема лабораторной установки

До сих пор изучались различные процессы в линейных и нели­нейных электрических системах, на которые воздействовали периодические сигналы, созданные внешними источниками колеба­ний. Рассмотрим теперь методы генерирования электрических ко­лебаний, т. е. получения колебаний в системах, работающих в режиме самовозбуждения, когда внешний источник колебаний от­сутствует. Такие системы называются автоколебательными систе­мами или генераторами, а возникшие в них колебания — автоколе­баниями. Автоколебательная система представляет собой нелиней­ное устройство, преобразующее энергию источника постоянной ЭДС в энергию колебаний.

Как в электронном усилителе, так и в генераторе указанное преобразование энергии возможно благодаря использованию эле­ктронных приборов в качестве управляемых элементов. Однако имеется принципиальное различие между обоими устройствами. В усилителе процесс управления электронным прибором осущест­вляет внешний входной сигнал. В генераторе этот процесс обеспечивает сама система с помощью цепи обратной связи — линейного четырехполюсника, соединяющего выход систе­мы с ее входом. Схему, изображенную на рисунке 4.1.1, можно рас­сматривать как два последовательно соединенных четырехполюс­ника. В первом четырехполюснике происходит усиление колебаний в К раз, во втором — ослабление в — раз. Чтобы случайно воз­никшие колебания возрастали по амплитуде, т. е. чтобы усилитель самовозбудился, необходимо выполнение условия:

 

Ко > 1/β, (4.1.1)

 

где Ко — коэффициент усиления усилителя при малой амплитуде колебаний. Условие (4.1.1) называется амплитудным условием само­возбуждения. Для возникновения колебаний, кроме (4.1.1), необ­ходимо еще выполнение фазового условия самовозбуждения:

φк + φβ = 2πn, (4.1.2)

 

где φк, φβ — соответственно изменение фазы колебаний при про­хождении через усилитель и цепь обратной связи. Выполнение условия (6.2) означает, что колебания напряжения на выходе цепи обратной связи и на входе усилителя совпадают по фазе. Такая обратная связь, как известно, называется положитель­ной. Условия самовозбуждения (4.1.1) и (4.1.2) могут быть объеди­нены, если воспользоваться комп­лексной формой записи:

Ко β >1. (4.1.3)

 

Таким образом, условие са­мовозбуждения означает, что мо­дуль коэффициента передачи по кольцу, образованному четырех­полюсниками усилителя и цепи обратной связи должен быть больше единицы.

Коэффициент усиления Ко и коэффициент обратной связи β в общем случае зависят от частоты w. Поэтому, если условие (4.1.З) выполняется для ряда частот, то все они будут генери­роваться — получится генератор колебаний сложной формы. Если условие (4.1.3) выполняется для одной частоты (или узкого интер­вала частот), то получается генератор гармонических колебаний частоты (или генератор квазигармонических колебаний).

Для генераторов различают "мягкий" и "жесткий" режимы возбуждения. При "мягком" режиме петлевое усиление больше единицы. В этом случае любые возмущения (например, на входе усилителя при включении источника питания) усиливаются и по цепи ОС подаются на вход в фазе совпадающей с фазой входного (возмущающего) сигнала. Причем величина сигнала на выходе цепи ОС больше того возмущения, которое было при появлении его на входе. В итоге случайно возникшее возмущение приводит к непрерывному нарастанию выходного сигнала. Нарастание выходного сигнала ограничивается нелинейными свойствами усилителя, т.e. при оп­ределенном уровне сигнала в системе коэффициент усиления начинает уменьшаться. При выполнении условия Коβ=1 амплитуда автоколебаний стабилизируется.

При "жестком" режиме возбуждения петлевое усиление в системе меньше единицы и для возникновения автоколебаний необходим допол­нительный внешний сигнал определенной амплитуды.

Характерной особенностью генераторов синусоидальных сигналов является наличие, в цепи их ОС, компонентов с резонансными или избирательными свойствами. Благодаря ним условия возникновения автоколеба­ний выполняются в определенной полосе частот. Так, например, при использовании в цепи ОС моста Вина (см рис. 4.1.1) его коэффициент передачи

(4.1.4)

 

где Z1 = R1+ 1/jwС1, Z2= R2 /(1+jw R2 C2).

Если RI = R2 = R и С1 = C2 =C, то (4.1.4) примет вид:

 

β= l / [3+j (wRC-1/wRC)] (4.1.5)

 

Коэффициент β будет вещественным на частоте wо, если мнимая часть будет равна нулю, откуда частота генерации wo = 1/RC, т.к. на этой частоте β= 1/3, то коэффициент усиления усилителя К = 3.


Рис 4.1.1 Генератор с мостом Вина

 

Для генерации сигналов на высоких частотах часто используют генераторы с LC контурами.


Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 183 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: СОГЛАСОВАНИЕ ИСТОЧНИКА С НАГРУЗКОЙ. | ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ | ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ И ИНТЕГРИРУЮЩИЕ ЦЕПИ | КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР | ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЛАПЛАСА | ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ | Основные типы усилителей и их характеристики. | АПЕРИОДИЧЕСКИЙ (РЕЗИСТОРНЫЙ) УСИЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ | УСИЛИТЕЛЬ РАДИОЧАСТОТЫ. УСИЛИТЕЛЬ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ | УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ| T1 t2 t

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)