Modos suave y duro de autoexcitación del oscilador. Modos de autoexcitación del oscilador. Resumen: esquemas básicos de modos de autoexcitación

Volvamos a la fig. 9.6 y averigüe el comportamiento del oscilador cuando cambia el coeficiente de retroalimentación. Cuando el acoplamiento se debilita, la pendiente de la línea II aumenta, y en cuyo valor crítico, que convierte la desigualdad (9.13) en igualdad, la ocurrencia de oscilaciones es imposible. La línea de comunicación correspondiente a la retroalimentación crítica toma la posición de OB.

Si en un oscilador con retroalimentación inductiva y una característica oscilatoria que se muestra en la Fig. 9.6, aumente M suavemente, luego, a partir del valor crítico, la amplitud de la oscilación estacionaria aumentará suavemente, como se muestra en la Fig. 9,8. Este modo de autoexcitación se llama suave. De lo dicho se desprende que para obtener un modo suave, es necesario que la característica oscilatoria salga del punto cero y tenga una pendiente suficientemente grande en la región de pequeñas amplitudes. Todos estos requisitos se cumplen cuando se utiliza la compensación automática.

Cuando se usa un desplazamiento forzado (externo), la característica vibratoria toma la forma que se muestra en la Fig. 9,9. Para la aparición de oscilaciones en este caso, se requiere una retroalimentación muy fuerte (línea, inducción mutua).

Arroz. 9,8. Dependencia de la amplitud estacionaria de la retroalimentación en el modo suave

Arroz. 9,9. Característica de vibración correspondiente a un modo difícil

Arroz. 9.10. Amplitud estacionaria versus retroalimentación en modo difícil

Arroz. 9.11. Sobre la cuestión de la estabilidad de la generación en modo difícil

Una vez establecidas las vibraciones, la conexión se puede debilitar al valor en el que la línea de comunicación toma la posición del OB. Con un mayor debilitamiento de la conexión, las oscilaciones se interrumpen. Para restablecer las oscilaciones, M debe aumentarse al valor de la línea de comunicación correspondiente OA. Este modo de autoexcitación se llama

La dependencia de la amplitud estacionaria de M en el modo difícil se muestra en la Fig. 9.10, y las flechas indican la dirección de cambio de M.

Si el voltaje de polarización forzado es tan alto que la respuesta oscilatoria no comienza desde cero (Figura 9.11), entonces ningún aumento en la retroalimentación puede causar una autooscilación. Sin embargo, si las vibraciones se causan con la ayuda de una influencia externa, entonces con una retroalimentación suficientemente fuerte, pueden existir fluctuaciones incluso después del cese de la influencia. De los dos puntos de intersección de las líneas I y II, el punto C es estable y el punto D es inestable (nos referimos a estabilidad dinámica, es decir, estabilidad de generación). Esto significa que con pequeñas desviaciones aleatorias de la amplitud de la corriente en el circuito cerca del punto C, el sistema vuelve a su estado original, sin embargo, una pequeña desviación de la amplitud en la región del punto D aumenta progresivamente y transfiere la amplitud a un estable punto C o al punto 0 (correspondiente a la estabilidad estática). La prueba de la inestabilidad del punto D es similar a la prueba de la estabilidad del punto C dada en el apartado anterior.

Si en un autogenerador con retroalimentación inductiva y una característica oscilatoria, M aumenta gradualmente, entonces, a partir del valor crítico de M cr, la amplitud de la oscilación estacionaria aumentará suavemente.

Este modo de autoexcitación se llama luz.

Para obtener un modo de luz, es necesario que la característica oscilatoria salga del punto cero y tenga una pendiente suficientemente grande en la región de pequeñas amplitudes. Todos estos requisitos se cumplen cuando se utiliza la compensación automática. Cuando se utiliza un desplazamiento forzado (externo), la característica vibratoria toma la forma:

Para la ocurrencia de oscilaciones en este caso, se requiere una retroalimentación muy fuerte (línea OA, inducción mutua M 1).

Una vez que se han establecido las vibraciones, la conexión se puede debilitar al valor de M 2, en el cual la línea de comunicación toma la posición del OB. Con un mayor debilitamiento de la conexión, las oscilaciones se rompen. Restaurar las oscilaciones de M correspondientes a la línea de comunicación OA. Este modo de autoexcitación se llama duro.

Finalidad, clasificación y principios de construcción de sistemas de sincronización.

En la mayoría de los casos, el funcionamiento normal de varios sistemas de transmisión de información requiere una cierta sincronización del funcionamiento de los equipos de transmisión y recepción. Esta función se suele asignar a sistemas de sincronización especiales. Su inmunidad al ruido y la calidad del sistema de transmisión en su conjunto dependen de su inmunidad al ruido y de la calidad de su trabajo. Los sistemas de sincronización forman en el lado receptor señales de sincronización especiales, sincrónicas con las señales correspondientes generadas en el lado transmisor, teniendo en cuenta las distorsiones que aparecieron durante la propagación de señales a través del canal de transmisión.

Toda la variedad de tareas que enfrentan los sistemas de sincronización se puede dividir en dos grandes clases: sincronización de varios tipos de dispositivos de conmutación para garantizar la separación temporal de las señales (en sistemas con división de canales en el tiempo), sincronización del funcionamiento de los dispositivos de recepción y procesamiento para aumentar su inmunidad al ruido (al recibir señales con parámetros aleatorios).

Los canales de transmisión reales son parámetros variables.

La recepción óptima de señales con parámetros aleatorios requiere la evaluación (medición) de parámetros esenciales (frecuencia, tiempo de retardo, fase) de dichas señales. Estas medidas se asignan a los sistemas de sincronización.

Los sistemas de sincronización se clasifican según varios criterios. Todas las tareas prácticas de sincronización en los sistemas de transmisión pueden ser realizadas por tres sistemas de sincronización: alta frecuencia, elemento-sabio (reloj), grupo.

El problema de la sincronización de alta frecuencia suele surgir cuando se utiliza el procesamiento de la señal de correlación del predetector. En este caso, en el punto de recepción, es necesario obtener muestras de señales de alta frecuencia, cuyas frecuencias en cualquier momento deben ser iguales o cercanas a las frecuencias de las portadoras o subportadoras de las señales recibidas. En el caso de un procesamiento coherente, esta igualdad debe satisfacerse con precisión de fase.

La tarea de la sincronización elemento por elemento (reloj) es asegurar en el lado de recepción la fijación de los límites de tiempo de los chips correspondientes al intervalo de tiempo más pequeño a fijar, formado en el lado de transmisión. La formación de tales señales puede ser necesaria para asegurar un procesamiento óptimo de la señal después del detector y la separación de las señales en sus canales.

En los sistemas de transmisión analógica, estos chips suelen ser intervalos de tiempo (intervalos de tiempo asignados para la transmisión por un canal) y, en los sistemas digitales, símbolos de información elemental.

La sincronización de grupos debería poder capturar la sincronización de ciertos grupos, chips como palabras, cuadros, cuadros, etc.

En algunos sistemas, estos tres tipos de subsistemas pueden operar simultáneamente.

Las señales de sincronización de elementos y I de alta frecuencia suelen tener una estructura periódica. Las señales de sincronización de grupo pueden ser periódicas o formar un flujo aleatorio. En los sistemas de transmisión digital con interrogación cíclica y periódica, cuando pueden operar los tres tipos de sincronización indicados, las frecuencias de todos los tipos de sincronización enumerados se pueden seleccionar como múltiplos entre sí.

Por ejemplo, cada cuadro (grupo de ráfagas) contiene n 1 palabras, cada palabra consta de n 2 símbolos y cada símbolo dura sólo n 3 períodos de la portadora o subportadora de alta frecuencia. En este caso, todos los tipos de sincronización se pueden realizar después de configurar la sincronización de cuadros.

Dependiendo de los valores de las tensiones de alimentación constantes suministradas a los electrodos del elemento amplificador y del coeficiente K 0. c son posibles dos modos de autoexcitación: suave y duro.

En el modo de autoexcitación suave, el punto de operación A se selecciona en la sección lineal de la característica I - V del elemento amplificador (Figura 9.1, a), lo que asegura el modo de operación inicial del elemento amplificador sin cortar el corriente de salida. En estas condiciones, la autoexcitación surge de los cambios más pequeños en la tensión de entrada, que siempre están presentes en condiciones reales debido a las fluctuaciones de los portadores de carga.

Al principio, las oscilaciones en el oscilador se acumulan con relativa rapidez. Entonces, debido a la no linealidad de la característica I - V del elemento amplificador, el crecimiento de la amplitud de oscilación se ralentiza, ya que el voltaje en su entrada cae en secciones de la característica I - V con una pendiente estática cada vez menor, y esto conduce a una disminución de la pendiente media S mié y coeficiente de transmisión K 0s circuitos de retroalimentacion.

Figura 9.1 - Diagramas que explican los modos de autoexcitación.

El aumento de vibraciones se produce siempre que el coeficiente de transmisión disminuya a la unidad. Como resultado, se establecerá un modo estacionario en el oscilador, que corresponde a una cierta amplitud de las oscilaciones de salida, y el ángulo de corte de la corriente de salida es 0> 90 °. La frecuencia de estas vibraciones está muy cerca de la frecuencia de resonancia del sistema vibratorio. Preste atención: si el elemento amplificador tuviera una característica de corriente-voltaje lineal, la amplitud de las auto-oscilaciones aumentaría hasta el infinito, lo cual es físicamente imposible. Por tanto, es imposible obtener auto-oscilaciones estables con amplitud constante en un circuito lineal.

Debido a la no linealidad de la característica corriente-voltaje, la forma de la corriente de salida del elemento amplificador no es sinusoidal. Sin embargo, con una cifra de mérito suficientemente alta (Q = 50 ... 200) del sistema oscilante, el primer armónico de esta corriente y, por tanto, la tensión a la salida del oscilador son oscilaciones casi armónicas.

9.5 Modo de autoexcitación dura

En este modo, la tensión de polarización se establece de modo que a bajas amplitudes de la tensión de entrada, la corriente no pase a través del elemento amplificador. Entonces, fluctuaciones menores en el circuito no pueden causar una corriente en el circuito de salida y no se produce la autoexcitación del oscilador. Las oscilaciones surgen solo cuando su amplitud inicial es suficientemente grande, lo que no siempre puede garantizarse. El proceso de aparición y crecimiento de oscilaciones en un modo duro de autoexcitación se ilustra en la figura 9.1, b. Puede verse que a pequeñas amplitudes iniciales de la tensión de entrada (curva 1), la corriente yo fuera = 0 y no surgen auto-oscilaciones. Surgen solo a una amplitud de voltaje inicial suficientemente grande (curva 2) y aumentan rápidamente hasta un valor de estado estable. En modo estacionario, el elemento amplificador opera con los ángulos de corte de la corriente de salida<90°.

Para la conveniencia de operar el autogenerador, es más conveniente usar un modo de autoexcitación suave, ya que en este modo, las oscilaciones surgen inmediatamente después de que se enciende la fuente de energía. Sin embargo, en un modo de vibración rígido con un ángulo de corte<90° 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 эле­мента.

SOSTENIBILIDAD DEL TRABAJO DE AG

Es conveniente investigar el proceso de ocurrencia y establecimiento de oscilaciones en un oscilador usando características oscilatorias y líneas de retroalimentación.

10.1 Características vibratorias

Representan las dependencias de la amplitud del primer armónico de la corriente de salida del elemento amplificador. Yo soy 1 en la amplitud del voltaje de entrada Estoy en a voltaje de polarización constante U 0 y retroalimentación de bucle abierto :. Estas dependencias no son lineales y pueden obtenerse experimentalmente cambiando el generador al modo con excitación externa.

Figura 10.1 - Características oscilatorias del AG.

La figura 10.1 muestra tres características oscilatorias correspondientes a diferentes voltajes de polarización. La característica 1 corresponde al desplazamiento en el que la pendiente de la característica corriente-voltaje tiene el mayor valor. A medida que aumenta el voltaje Estoy en la pendiente media desciende y la pendiente disminuye.

La característica 2 corresponde a una tensión de polarización más baja, en la que la pendiente estática de la característica I - V del elemento amplificador en el punto de funcionamiento es menor que la pendiente máxima. Como consecuencia, al aumentar el voltaje, la pendiente promedio S mié crece y solo en valores muy grandes Estoy en comienza a disminuir.

La tercera característica corresponde al caso en el que, en ausencia de una señal de entrada, no fluye corriente a través del elemento amplificador. Esta corriente, y por lo tanto la corriente en el circuito oscilatorio, aparece solo en una cierta amplitud de voltaje. Estoy en suficiente para encender la lámpara o el transistor durante parte del período de oscilación de alta frecuencia.

Líneas de retroalimentación

Estas líneas definen la dependencia de la amplitud Estoy en, es decir, el voltaje de salida del circuito de retroalimentación, a partir de la amplitud de la corriente Yo soy 1, que es la corriente de entrada de este circuito :.

En la medida en y obtenemos

.

De ello se deduce que las líneas de retroalimentación se representan gráficamente como líneas rectas que comienzan desde el origen (Figura 10.2). La pendiente de estas rectas es diferente y depende del valor del coeficiente A las avispas... Cuanto más fuerte sea la retroalimentación en el oscilador, menor será el ángulo de inclinación de la línea de retroalimentación con respecto al eje Estoy en(en la figura 10.2 ).

Figura 10.2 - Líneas de retroalimentación.

10.3 Determinación de la amplitud de vibración estacionaria

En modo estacionario AG, la amplitud del voltaje de entrada Estoy en y la amplitud del primer armónico de la corriente de salida correspondiente a este modo Yo soy 1 del elemento amplificador debe satisfacer simultáneamente ambas dependencias especificadas. Esto es posible solo en los puntos de intersección de la característica oscilatoria y la línea de retroalimentación. En la Fig. 10.3 eje de abscisas de la característica de vibración Estoy en sirve simultáneamente como el eje de ordenadas de las líneas de retroalimentación 2-5, y la escala en ellas es la misma. El eje común de ordenadas de la característica 1 y las líneas 2-5 es la corriente Yo soy 1.

La línea de retroalimentación 2, correspondiente a la ganancia del bucle de retroalimentación, tiene un punto común con la característica oscilatoria 1 solo en el origen. En este caso, la autoexcitación del autogenerador no ocurre debido al pequeño coeficiente A las avispas o un pequeño valor de la resistencia resonante del circuito R res.

Figura 10.3 - Determinación del estado estacionario del AG en el modo de autoexcitación suave.

En un coeficiente crítico, la retroalimentación directa 3 se fusiona con la característica oscilatoria en la región OA, en la que es lineal, pero no interseca esta característica En este caso, la autoexcitación también está ausente, lo que confirma la conclusión: en un oscilador operando en modo lineal y teniendo, es imposible obtener auto-oscilaciones ...

Las oscilaciones en el AG surgen solo con un coeficiente correspondiente a la línea de retroalimentación 4. En las condiciones de un modo de autoexcitación suave, esta línea tiene dos puntos comunes con una característica oscilatoria, 0 y B. El punto B corresponde al estado estacionario de el oscilador, caracterizado por amplitudes de corriente Yo soy 1 B y voltaje Estoy en... El generador llega a este estado en el proceso de autoexcitación, pero puede dejarlo bajo la influencia de varios factores desestabilizadores.

Considere los procesos que se llevarán a cabo al mismo tiempo.

Suponga que el voltaje en la entrada del elemento amplificador ha disminuido al valor U m inxC... Este voltaje provocará una corriente en el circuito de salida del generador. Yo m 1 C(punto C en la Figura 10.3), que, gracias a la retroalimentación, aumentará el voltaje en la entrada para Estoy en, lo que conducirá, según la característica 1, a un aumento de la corriente hasta Yo soy 1 A y así sucesivamente. Como resultado, el generador volverá al estado definido por el punto B de intersección de las características 1 y 4. De manera similar, se puede demostrar que si, por cualquier motivo, el voltaje en la entrada del elemento amplificador aumenta y se vuelve mayor que Estoy en(punto D en la Figura 10.3), el generador regresará automáticamente al estado definido por el punto B. El razonamiento anterior confirma que el punto B es un punto de equilibrio estable y corresponde al modo estacionario de operación del generador. Las amplitudes de voltaje y corriente en el modo estacionario están determinadas por la magnitud de la retroalimentación. Con una retroalimentación creciente (Figura 3, línea 5), ​​las amplitudes estacionarias correspondientes aumentan a valores Estoy en y Yo soy 1 E.

El segundo punto común de la característica oscilatoria 1 y la línea de retroalimentación 4 (Figura 10.3, punto 0) es inestable, ya que las oscilaciones que han surgido en ella, independientemente de la amplitud inicial, aumentan a oscilaciones con amplitudes estacionarias determinadas por la posición de punto B.

Figura 10.4 - Determinación del estado estacionario del AG en el modo de autoexcitación dura.

Bajo las condiciones de un modo de autoexcitación severa (Figura 10.4), la característica oscilatoria 1 y la línea de retroalimentación tienen tres puntos comunes: O, A, B. El punto 0 caracteriza el estado estable de reposo del autogenerador, es decir, la ausencia de autoexcitación en pequeñas amplitudes iniciales de oscilaciones. La oscilación ocurre solo cuando la amplitud inicial del voltaje de entrada aumenta Estoy en definido por el punto A en la Fig. 10.4, por ejemplo, el voltaje aumentó a un valor U m inxC... La corriente causada por este voltaje. Yo m 1 C utilizará la retroalimentación para aumentar el voltaje en la entrada del generador, lo que conducirá a un mayor aumento de la corriente, etc.

(ver figura 10.4, líneas con flechas). Como resultado, se logra un modo oscilatorio estable (punto B), caracterizado por las amplitudes Estoy en y Yo soy 1 B.

Suponga ahora que el voltaje en la entrada del generador se ha vuelto menor que Estoy en y alcanzó el valor Estoy en definido por el punto D. Entonces la corriente disminuirá a Yo soy 1 D, lo que provocará una disminución adicional en el voltaje de entrada, como se muestra por las líneas con flechas en la Fig. 4. Como resultado, las oscilaciones se amortiguan. En consecuencia, el punto A de intersección de la característica oscilatoria y la línea de retroalimentación caracteriza el estado inestable del modo oscilador.

Preguntas de estudio:

1 Características de amplitud de los modos de autoexcitación

4 Generación discontinua

1 Características de amplitud de los modos de autoexcitación

Para rastrear con más detalle el proceso de aparición, crecimiento y establecimiento de oscilaciones en el oscilador, es conveniente utilizar el método gráfico utilizando la característica oscilatoria y la línea de retroalimentación.

Característica oscilatoria se llama la dependencia de la amplitud del primer armónico de la corriente del colector de la amplitud de la tensión de control basada en el transistor Ik1 = f (UBE). El tipo de característica oscilatoria depende de la posición del punto de funcionamiento en la característica de transmisión del transistor Ik = f (ebe).

Cuando el transistor opera en el modo de oscilación del primer tipo, es decir, cuando se selecciona el punto de operación A en el medio de la sección lineal de la característica de paso, como se muestra en la Fig. 2.10, a, la característica vibratoria tiene una forma convexa (Fig. 2.10,6,1). Con un aumento en la amplitud del voltaje de entrada, la amplitud de la corriente de salida primero aumenta con bastante rapidez debido a la constancia de la pendiente Sd = const). Luego, el aumento en la corriente de salida se ralentiza debido a la no linealidad de la curva inferior y superior de la característica del transistor.

Si el punto de funcionamiento de la característica transitoria del transistor se selecciona en la región de corte de la corriente de salida B (modo de oscilación del segundo tipo), entonces la característica oscilatoria comienza ligeramente a la derecha de cero. Luego, a medida que aumenta el voltaje de entrada (control), la característica vibratoria tiene una curva inferior correspondiente a la sección inferior no lineal de la característica de flujo y, en consecuencia, una curva superior (Fig. 2.10,6,11).

Línea de retroalimentación la dependencia expresada gráficamente del voltaje de retroalimentación de la corriente en el circuito de salida del transistor se llama. Dado que el circuito de retroalimentación es lineal, la línea de retroalimentación es una línea recta que se eleva desde el origen (Figura 2.10, c).

Para rastrear el proceso de ocurrencia, crecimiento y establecimiento de oscilaciones, combinamos la característica oscilatoria y la línea de retroalimentación en el mismo gráfico.

2 Modo de autoexcitación suave.

Modo de autoexcitación suave... En la Fig. 2.11, y la característica oscilatoria de amplitud de los generadores en el modo de oscilación del primer tipo (línea curva) y la característica de amplitud de la retroalimentación del autogenerador (línea recta) se combinan en un gráfico. Dado que el punto de operación inicial está ubicado en la sección media empinada de la característica de rendimiento del transistor (vea la figura 2.10, a), incluso los cambios de voltaje más pequeños en la entrada del transistor causarán cambios en la corriente de salida. Y esos pequeños cambios de voltaje en el circuito siempre se deben a fluctuaciones de los portadores de carga o al encendido del voltaje de la fuente de alimentación.

Supongamos que apareció una corriente Ib1m en el circuito debido a fluctuaciones (figura 2.1 \, a). Esta corriente de retroalimentación crea una tensión de excitación U1 en la entrada. Esta tensión, de acuerdo con la característica oscilatoria, provoca una corriente I2 en el circuito de salida. En la corriente I2, la tensión U2 se induce en el circuito de entrada del oscilador de acuerdo con la línea de retroalimentación, lo que provoca la corriente I3, etc. La secuencia de oscilaciones crecientes se muestra en la Fig. 2.11 y flechas. Entonces, las oscilaciones en el circuito aumentarán al valor determinado por el punto B de la intersección de la característica oscilatoria y la línea de retroalimentación. El punto B corresponde al modo de oscilación de estado estable: una corriente Iset fluye en el circuito de salida, se crea una tensión Uset en la sección base-emisor. En el punto B, se realiza el balance de amplitud y se establecen oscilaciones estables en el oscilador.

De hecho, si en (la salida del autogenerador la corriente ha disminuido al valor de I3, entonces a través del circuito de retroalimentación creará un voltaje U3 en la entrada y las oscilaciones volverán a aumentar a un valor estable. Si debido a una influencia externa la corriente en el circuito aumenta, por ejemplo, al valor Iv, entonces las pérdidas en el bucle resultan ser mayores y la tensión en la entrada a través del bucle de retroalimentación es menos inducida.

De lo que se ha considerado, se deduce que en el tramo donde la característica oscilatoria pasa sobre la línea de comunicación, hay más pérdidas y aumentan las fluctuaciones. En la sección donde la característica oscilatoria está por debajo de la línea de retroalimentación, el reabastecimiento es menor que la pérdida y la oscilación se reduce. En el punto B, las intersecciones de las características de amplitud del reabastecimiento son iguales a las pérdidas.

Por lo tanto, en el modo de oscilaciones del primer tipo, las oscilaciones en el autogenerador surgen después de encender la fuente de energía de forma independiente y crecen hasta un valor de estado estable de manera suave, suave. Por lo tanto, este modo de vibración se denomina modo suave de autoexcitación.

3 Modo difícil de autoexcitación.

Modo de autoexcitación dura. Si el punto de operación en la característica de paso a través del transistor se selecciona en la región de corte de la corriente de salida, la característica oscilatoria se cruza con la línea de retroalimentación en dos puntos, como se muestra en la Fig. 2.11, b.

En la región 1, la curva pasa por debajo de una línea recta; esto significa, como se muestra arriba, que las pérdidas en el circuito exceden el reabastecimiento de energía y no surgen oscilaciones. En el área 2, la curva pasa sobre la línea recta; esto significa que las pérdidas en el circuito son menores que el reabastecimiento y las fluctuaciones pueden aumentar. De esto se puede ver que en el modo de oscilaciones del segundo tipo, las oscilaciones no pueden surgir automáticamente de las fluctuaciones (sección 0-1 en la figura 2.11, b). Para la ocurrencia de oscilaciones en el oscilador en el modo de oscilación del segundo tipo, es necesario aplicar un voltaje de amplitud significativa UB03b> Un al circuito de entrada del transistor. Solo después de este salto de voltaje externo brusco y fuerte, surgen oscilaciones y crecer rápidamente. Por lo tanto, el modo de autoexcitación se denomina duro. Las oscilaciones aumentan a un valor de estado estable correspondiente al punto B de oscilaciones estables.

Para identificar las características de autoexcitación del generador y determinar la amplitud estacionaria de las oscilaciones de salida, es conveniente utilizar el método de análisis conjunto de la característica de amplitud del amplificador K y la línea recta del OS β = U OS / U OUT, reflejando el efecto del circuito PIC (Fig. 5). Tenga en cuenta que la característica de amplitud del amplificador en sí en la teoría de los generadores corresponde a la característica oscilatoria. La esencia del método es tradicional y radica en el hecho de que el circuito generador (ver Fig. 3) está mentalmente (y esencialmente) dividido en dos circuitos: lineal y no lineal. Un circuito lineal representa un bucle PIC y un circuito no lineal representa el amplificador en sí (amplificador operacional y circuito OOS).

Modo de autoexcitación suave... Forma típica de la característica de amplitud de un amplificador no lineal basado en un amplificador operacional (Fig. 5, a). Con una pequeña amplitud de la tensión de entrada U OUT / U IN = K. Con un aumento en la amplitud, comienza a aparecer la no linealidad de la característica de transferencia del amplificador operacional, y la ganancia K (y por lo tanto el voltaje de salida) será prácticamente constante e incluso puede disminuir. En la sección lineal, el voltaje OS U OS = U BX está relacionado linealmente con el voltaje de salida U OUT y está determinado por el coeficiente de transmisión del circuito POS β (después de todo, U OS = β U OUT). Este voltaje actúa en la entrada del amplificador, por lo tanto, la línea OS (dependencia de U OUT de U OS) se dibuja en el gráfico en forma de una línea recta β en un ángulo γ = arctan (l / β) a la eje de abscisas (ver Fig.5, a).

Suponga que una pequeña tensión de entrada U BX1 actúa sobre la entrada del amplificador. Luego, después de la amplificación por K veces, el voltaje U OUT1 aparecerá en la salida del generador. Este voltaje, debilitado por el circuito de retroalimentación positiva en un factor de β, se alimenta a la entrada del amplificador en forma de voltaje U BX2. Luego, a su vez, aumentará a la tensión U OUT2. Un proceso similar continuará hasta que la amplitud de la oscilación de salida alcance un valor estacionario, en el que se satisfaga la condición de equilibrio de amplitud.

Estacionario la amplitud de las auto-oscilaciones del generador se puede determinar mediante las coordenadas del punto de intersección de la característica de amplitud del amplificador con la línea de la retroalimentación (punto A en la Fig. 5, a). El punto A es un punto de equilibrio estable, y con una desviación aleatoria de la amplitud del voltaje de salida del valor estacionario U CT, el autogenerador siempre regresa a su estado original. Supongamos que la amplitud de la tensión de salida U OUT ha disminuido en relación con U CT en el valor ∆U OUT. Esto provocará una disminución en la tensión OS U OS en el valor ∆U OS, que, de acuerdo con la característica de amplitud, a su vez, conducirá a un aumento en la tensión de salida U OUT. En este caso, la tensión de salida aumentará a un valor estacionario U ST, y la inestabilidad de la tensión OS ∆U OS disminuirá a cero y pasará al punto U OSST. Investiguemos la influencia del valor del coeficiente de transferencia del circuito POS β en el modo de autoexcitación del autogenerador de oscilaciones armónicas con el tipo de característica de amplitud del amplificador que se muestra en la Fig. 5 B. Por cierto, observamos que el cambio en el valor del coeficiente de transmisión del circuito POS β en el circuito de la Fig. 3 se puede realizar ajustando el valor de la resistencia de la resistencia R o cambiando el coeficiente de conmutación del circuito oscilatorio (conmutación incompleta del circuito).

Si aumentamos suavemente el coeficiente de transferencia β (disminuimos la pendiente de la línea β), entonces, a partir de un cierto valor crítico βcr, aumentará la amplitud de la oscilación estacionaria f / CT (ver Fig.5). Este modo de autoexcitación del generador se llama suave. Para asegurarlo, la característica de amplitud del amplificador debe salir de cero y tener un ángulo de inclinación suficientemente grande con respecto al eje de abscisas en el origen. El modo suave se caracteriza por el hecho de que seleccionando el coeficiente de transmisión β es posible establecer cualquier amplitud estacionaria muy pequeña (cercana al nivel de ruido) de las oscilaciones de salida. En el modo de autoexcitación suave, se producen oscilaciones en la salida del generador cuando aparecen niveles bajos de voltajes de ruido en la entrada del amplificador.

Figura 5. Modo de autoexcitación suave del oscilador:

a - característica de amplitud y línea de retroalimentación;

b - dependencia de la amplitud U del coeficiente de transmisión β

Modo de autoexcitación dura. Imagen diferente de procesos

observada en procesos en autogeneradores, la característica de amplitud del amplificador tiene forma de S (Fig. 6, a). El amplificador tiene tal característica de amplitud cuando su punto de operación está ubicado en la sección no lineal de la característica de transferencia del amplificador operacional. Para la autoexcitación de los autogeneradores, se requiere un PIC muy fuerte y las oscilaciones de salida ocurren instantáneamente, en un salto. Una autoexcitación aguda ("explosiva") del autogenerador ocurre en el valor del coeficiente de transferencia del circuito OC β = β 1 cuando la línea OC (línea 1 en la Fig. 6, a) toca la parte inferior de la característica de amplitud en el punto 0. La generación de oscilaciones se rompe abruptamente en el valor del coeficiente de transferencia β, menor que β 2, cuando la línea OS (línea 2) se vuelve tangente a la parte convexa de la característica de amplitud. En los gráficos de la Fig. 6, un punto A refleja el modo de funcionamiento estacionario del autogenerador y el punto C, el modo de equilibrio inestable. Esta situación se explica de la siguiente manera: con las amplitudes de las oscilaciones de salida del oscilador ubicadas en los gráficos debajo del punto C, las oscilaciones se amortiguan, y con las amplitudes por encima del punto C, aumentarán y alcanzarán una amplitud estacionaria en el punto A.