Мягкий режим самовозбуждения

На рис.5. показана типовая амплитудная характеристика нелинейного

усилителя, построенного на ОУ. Из неё следует, что при малой амплитуде входного напряжения усилитель работает в линейном режиме и поэтому .

Рис.5. Графики амплитудной характеристики и линии обратной связи

при мягком режиме самовозбуждения автогенератора

С ростом амплитуды входного сигнала начинает проявляться нелинейность передаточной характеристики ОУ, и коэффициент усиления (а значит, и выходное напряжение) будет практически постоянным и даже может уменьшаться.Напряжение обратной связи линейно связано с выходным напряжением и определяется коэффициентом передачи цепи положительной обратной связи , (т.к. . Это напряжение действует на входе усилителя, поэтому линия обратной связи, т.е. зависимость = ,проводится на том же графике в виде прямой линии , расположенной под углом ) к оси абсцисс (рис.5).

Стационарную амплитуду автоколебаний можно определить по

координатам точки пересечения амплитудной характеристики усилителя с линией обратной связи (точка А на рис.5). Можно показать, что точка А является точкой устойчивого равновесия, и при случайном отклонении амплитуды выходного напряжения от стационарного значения автогенератор всегда возвращается в исходное состояние. Допустим, что амплитуда выходного напряжения уменьшилась относительно на величину . Это вызовет снижение напряжения обратной связи на значение , что, в соответствии с амплитудной характеристикой, в свою очередь, приведёт к увеличению выходного напряжения. При этом выходное напряжение будет расти до стационарного значения , а нестабильность напряжения обратной связи уменьшится до нуля.

Анализ графиков амплитудной характеристики и линии обратной связи позволяет пояснить также возникновение, развитие и установление колебательного процесса в автогенераторе.Графически результат анализа показан на рис.5.

Предположим, что на вход усилителя воздействует небольшое входное напряжение . Тогда после усиления в раз на выходе генератора появится напряжение . Это напряжение, ослабленное цепью положительной обратной связи в раз, поступает на вход усилителя в виде напряжения . Оно затем, в свою очередь, усилится до напряжения . Этот процесс будет идти до тех пор, пока амплитуда выходного колебания не достигнет стационарного значения, при котором выполняется условие баланса амплитуд

Исследуем влияние величины коэффициента передачи цепи положительной обратной связи на режим самовозбуждения автогенератора с типом амплитудной характеристики собственно усилителя, показанной на рис.6.

Следует заметить, что изменение величины коэффициента передачи в схеме рис.3 можно, согласно формуле (7), осуществлять либо регулировкой величины сопротивления резистора , либо изменением коэффициента

включения колебательного контура (неполным включением).

Рис.6. Зависимость амплитуды от коэффициента передачи

при мягком режиме самовозбуждения автогенератора

Если плавно увеличивать коэффициент передачи , (что соответствует уменьшению наклона линии ), то, начиная с некоторого критического значения , амплитуда стационарного колебания будет нарастать

(рис.5 и 6). Такой режим самовозбуждения автогенератора называют мягким.

Для его обеспечения амплитудная характеристика усилителя должна выходить из нуля и иметь достаточно большой угол наклона к оси абсцисс в начале координат. Мягкий режим характерен тем, что подбором величины коэффициента передачи можно установить любую, даже очень небольшую (близкую к уровню шумов) стационарную амплитуду выходных колебаний. В мягком режиме самовозбуждения на выходе автогенератора возникают колебания при появлении на входе его усилителя очень малых уровней шумовых или импульсных напряжений.

Дата добавления: 2015-07-15