Файл: Лапицкий Е.Г. Радиопередающие устройства. Основы теории нелинейных цепей [учебное пособие].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 68
Скачиваний: 0
цепи по постоянному току, так как - контур третьего вида не пропускает постоянную составляющую анодного тока. По этой же причине отпадает необходимость в разделительном конденсаторе в цепи автоматического смещения (рис. 3.20).
Иногда, особенно в диапазоне СВЧ, вместо индуктивностей и емкостей, образующих трехточечную схему, включают коле бательные контуры (рис. 3.21). Как известно, реактивное сопротивление контура имеет индуктивный характер (т. е. положительно! на частотах меньше резонансной частоты <о„ и ем костный (т. , е. отрицательно) на час
тотах выше резонансной (рис. 3.10). Если выполнить условия <%,<©г
‘V ->w и ш«я->и) (r^e V ’ l'W 11 "V '
резонансные частоты соответствую щих контуров, а ©-—генерируемая ча стота), то схема ■будет эквивалентна трехточечной с автотрансформаторной
Рис. 3.20. обратной связью. Если же ©eg<w, oj,,a.< w и © акО , то схема эквивалентна трехточечной с емкостной обратной связью. Схемы, аналогичные
рассмотренным выше ламповым схемам, могут быть выполнены и на транзисторах. На рис. 3.22а, б и в изображены схемы авто генераторов на транзисторах: а) схема с трансформаторной об ратной связью; б) с автотрансформаторной связью; в) с емкост ной связью. Теория ламповых автогенераторов, рассмотренная в предыдущих параграфах данной главы, может быть распространена и на полупроводниковые автогенера торы. Однако при этом необходимо учитывать некоторые особенности по лупроводниковых триодов. В полу проводниковых триодах реакция кол лекторной (анодной) цепи практически отсутствует, и условие стационарности в общем виде может быть записано так:
A -4 p - z8 = 1 . |
(1 2 0 ) |
Отсюда получаем условие баланса амплитуд и баланса фаз:
ft ,SCp2:э 1 ,
( 121)
(2~а).
Характерной особенностью транзисторных автогенераторов является комплексность коэффициента обратной связи и сред ней крутизны даже на сравнительно низких частотах. Коэф
.90
фициент обратной связи в полупроводниковом автогенера торе (к) можно представить как произведение двух, коэффи циентов передачи (коэффициент передачи есть отношение на пряжения на выходе четырехполюсника к напряжению на его входе):
/Cj коэффициента передачи колебательной системы (коэф фициент обратной связи в ламповом автогенераторе);
Кш- коэффициента передачи входной цепи транзистора
к = К1Ких. - |
■ (1 2 2 ) |
На рис. 3.23 изображена-аквивалентиая схема входной цепи транзистора на высоких частотах. Пользуясь обозначениями,,
принятыми на рисунке, найдем выражение для АГВХ:
|
|
___ |
|
|
|
|
|
ГУ |
_ U в ы х |
gs0\jb.эб |
^ |
1 ' |
|
||
Ав: |
|
|
|
1 |
Ь -Г Г;(ЙЗГ; >bj |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
g^-\-jba6) |
|
|
||
' (1 -r r tgSt) 2rJr6bZ |
У ( 1 ^ r eg~)*+ ф \ эб |
JVKb |
&КВ |
||||
|
|
||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ё э б |
*. |
’ |
|
|
|
|
|
|
' эб |
|
|
|
|
|
|
ЬЭб-~ШСэбг |
|
|
||
|
— arctg |
ГбЬэб |
arc tgu) |
|
|||
|
-r6gs6 |
|
|||||
|
|
|
|
1 т |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г*6 |
|
или ©*вх = —arc tg®T — фаза |
коэффициента |
передачи |
входной |
||||
|
гбСаб |
цепи |
транзистора; |
|
|
||
|
|
|
|
времени |
входной цепи. |
||
|
т— ---------- постоянная |
||||||
\ ± L jl
' Гэб
Так как коэффициент передачи колебательной системы (К%), как правило, вещественный, то выражение для коэффициента обратной связи ( 1 2 2 ) можно записать так:
k ~ K iK BXe1*Кв |
Кхе- -j a rc t g ю т |
(123) |
|
|
V { \-~ r 6g 3t f - r r 6>b\6 |
Отсюда видно, что коэффициент обратной связи на любых частотах (ш=£0) имеет комплексный характер. Величина реак-
91
тинной составляющей будет тем больше, чем больше постоян ная времени входной цепи г.
Комплексный характер средней крутизны в автогенераторах на транзисторах обусловлен конечным временем „дрейфа11 не основных носителей тока. Если время дрейфа известно, то фаза средней крутизны может быть
найдена по формуле:
<Pi=4Ф> (I24)
где *др—время дрейфа неосновных носителей.
С учетом выражений (123) и (124) условие баланса фаз (121) принимает вид:
-arctgwt—ш^р^О. (125)
Так как ©2 =^0, то частота ге нерируемых колебаний в авто генераторе на транзисторе не равна резонансной частоте кон тура. В силу этого и сопротивле ние контура на генерируемой ча-
Рис. 3.22. |
Рис. 3.23. |
стоте не равно эквивалентному сопротивлению контура в момент резонанса, т. е.
2 э Ф R30={y = ?Q
и связано с ним следующим равенством:
2 9 ~ /?3oCOS<?*, |
> (126) |
где <в. —фаза сопротивления контура на частоте генерируемых колебаний определяетс'я из уравнения (125).
К особенностям автогенераторов на транзистррах необходимо отнести и малое входное сопротивление транзистора, которое
32
будет оказывать шунтирующее действие на колебательный контур. Входное сопротивление транзистора переменному току может быть выражено через параметры входной пени следую щим образом (см. рис. 3.23):
эб
( 1 2 7 )
1 + 0» » r V ^
Это сопротивление подключается параллельно колебатель ному контуру (рис. 3.24) с некоторым коэффициентом вклю-
х,
чения р ——- — , поэтому пересчи- + ~ гхг
таем его параллельно всему кон туру:
п |
* вх |
Г вх ( + Т - + ) “ |
* вх"/>2 ~ |
Х22 |
|
или, принимая во внимание, что
Х'2
X, = K it
получим |
Рис. 3.2-1. |
|
|
П _ rBx(l+^l)2 |
( 128) |
|
Таким образом, эквивалентное сопротивление контура с учетом шунтирующего действия входного сопротивления тран зистора будет равно
£э-#вх |
RaOCOS <f>г-Гнх (1 |
+ /C + |
гэ +^ВХ |
R s OCOS '-pz + r BX ( 1 |
+ K , f |
|
|
K? |
или |
|
|
/?эОТвх (1 I ~ ^ l ) 2 COS |
(129) |
|
|
|
|
R s o K * |
COS ? 2 + + x (1 f A 'l) 2 |
|
При определении амплитуды установившихся колебании из условия баланса амплитуд
Scp/ez+-=l
необходимо учитывать, что
______ Кг____ _
V (1 + г бё*)*+гб'Ь*9б
a z3 определяется равенством (129).
93
Все отмеченные особенности автогенераторов на транзисто рах должны учитываться при технических расчетах.
При использовании в качестве лампы автогенератора пен тода появляется возможность получить колебания за счеттока экранирующей сетки. Управление током экранирующей
|
сетки может быть осуществлено как |
||||
|
по |
управляющей, |
так и по защит |
||
|
ной |
сетке. |
|
|
|
|
Управляющее действие напряже |
||||
|
ния на защитной сетке по отно |
||||
|
шению к току экранирующей сетки |
||||
|
противоположно |
(противофазно) |
|||
|
действию напряжения, приложенно |
||||
|
го к управляющей сетке. Например, |
||||
|
при увеличении напряжения на пер |
||||
|
вой сетке ток экранирующей сетки |
||||
|
возрастает, при увеличении же на- |
||||
|
Еа пряжения |
на третьей |
(защитной) |
||
|
сетке, за счет перераспределения ка |
||||
Рис. 3.25. |
тодного тока между анодом и экра |
||||
|
нирующей |
сеткой, |
ток |
ig•> умень |
|
шается. Следовательно, в случае использования третьей сетки как управляющего электрода в ламповом автогенераторе на пряжение обратной связи, подаваемое на третью сетку, должно быть синфазно с напряжением на экранирующей сетке. По скольку управляющее действие напряжения защитной сетки на ток igi значительно меньше управляющего действия напря жения первой сетки, то напряжение обратной связи должно быть значительно большим, чем в обычном автогенераторе. Учи тывая указанные обстоятельства (синфазность напряжения, и боль шая обратная связь), в автоге нераторах. построенных по этому принципу, экранирующая и защит ная сетки,но высокой частоте сое диняются накоротко (рис. 3.25), т. е. все переменное напряжение, развиваемое на колебательном контуре, является напряжением
обратной связи. Генераторы такого типа называются транзитронными (рис. 3.25). Преимущество таких генераторов состоит в том, что колебательный контур подключается к лампе авто генератора не тремя, а только двумя точками, что в ряде слу чаев является конструктивно удобным.
Часто при анализе транзитронных автогенераторов исполь зуют понятие отрицательного сопротивления. Сопротивление называется отрицательным, если при увеличений напряжения
