Modes doux et dur d'auto-excitation de l'oscillateur. Modes d'auto-excitation de l'oscillateur. Résumé : Schémas de base des modes d'auto-excitation

Revenons à la fig. 9.6 et découvrez le comportement de l'oscillateur lorsque le coefficient de rétroaction change. Lorsque le couplage est affaibli, la pente de la droite II augmente, et à quelle valeur critique, qui transforme l'inégalité (9.13) en égalité, l'apparition d'oscillations est impossible. La ligne de communication correspondant au retour critique prend la position OB.

Si dans un oscillateur avec rétroaction inductive et une caractéristique oscillatoire illustrée à la Fig. 9.6, augmentez M en douceur, puis à partir de la valeur critique, l'amplitude de l'oscillation stationnaire augmentera en douceur, comme le montre la Fig. 9.8. Ce mode d'auto-excitation est dit doux. Il résulte de ce qui a été dit que pour obtenir un mode doux, il faut que la caractéristique oscillatoire quitte le point zéro et ait une pente suffisamment grande au voisinage des petites amplitudes. Toutes ces exigences sont remplies lors de l'utilisation du décalage automatique.

Lors de l'utilisation d'un déplacement forcé (externe), la caractéristique vibratoire prend la forme illustrée à la Fig. 9.9. Pour que des oscillations se produisent dans ce cas, une très forte rétroaction (ligne, induction mutuelle) est requise.

Figure. 9.8. Dépendance de l'amplitude stationnaire sur la rétroaction en mode doux

Figure. 9.9. Caractéristique de vibration correspondant à un mode dur

Figure. 9.10. Dépendance de l'amplitude stationnaire sur la rétroaction dans le mode rigide

Figure. 9.11. Sur la question de la stabilité de la génération en mode dur

Une fois les vibrations établies, la connexion peut être affaiblie jusqu'à la valeur à laquelle la ligne de communication prend la position de l'OB. Avec un affaiblissement supplémentaire de la connexion, les oscillations sont interrompues. Pour restaurer les oscillations, M doit être augmenté à la valeur de la ligne de communication correspondante OA. Ce mode d'auto-excitation est appelé

La dépendance de l'amplitude stationnaire sur M dans le mode dur est montrée dans la Fig. 9.10, et les flèches indiquent le sens de changement de M.

Si la tension de polarisation forcée est si élevée que la réponse oscillatoire ne démarre pas à partir de zéro (Figure 9.11), alors aucune augmentation de la rétroaction ne peut provoquer une auto-oscillation. Si, toutefois, des vibrations sont provoquées à l'aide d'une influence externe, alors avec une rétroaction suffisamment forte, des fluctuations peuvent exister même après la cessation de l'influence. Des deux points d'intersection des lignes I et II, le point C est stable et le point D est instable (on entend par stabilité dynamique, c'est-à-dire stabilité de génération). Cela signifie qu'avec de petits écarts aléatoires de l'amplitude du courant dans le circuit près du point C, le système revient à son état d'origine, même si un petit écart de l'amplitude dans la région du point D augmente progressivement et transfère l'amplitude soit à un point C ou au point 0 (correspondant à la stabilité statique ). La preuve de l'instabilité du point D est similaire à la preuve de la stabilité du point C donnée dans la section précédente.

Si dans un autogénérateur avec rétroaction inductive et caractéristique oscillatoire, M augmente progressivement, alors, à partir de la valeur critique de M cr, l'amplitude de l'oscillation stationnaire augmentera progressivement.

Ce mode d'auto-excitation est appelé lumière.

Pour obtenir un mode lumineux, il faut que la caractéristique oscillatoire quitte le point zéro et ait une pente suffisamment grande dans le domaine des petites amplitudes. Toutes ces exigences sont remplies lors de l'utilisation du décalage automatique. Lors de l'utilisation d'un déplacement forcé (externe), la caractéristique vibratoire prend la forme :

Pour l'apparition d'oscillations dans ce cas, une très forte rétroaction est requise (ligne OA, induction mutuelle M 1).

Une fois les vibrations établies, la connexion peut être affaiblie jusqu'à la valeur de M 2 , à laquelle la ligne de communication prend la position de l'OB. Avec un affaiblissement supplémentaire de la connexion, les oscillations s'effondrent. Restituer les oscillations de M correspondant à la ligne de communication OA. Ce mode d'auto-excitation est dit dur.

Objectif, classification et principes de construction des systèmes de synchronisation.

Dans la plupart des cas, le fonctionnement normal des différents systèmes de transmission d'informations nécessite une certaine synchronisation du fonctionnement des équipements d'émission et de réception. Cette fonction est généralement attribuée à des systèmes de synchronisation spéciaux. Leur immunité au bruit et la qualité du système de transmission dans son ensemble dépendent de leur immunité au bruit et de la qualité de leur travail. Les systèmes de synchronisation forment côté réception des signaux de synchronisation spéciaux, synchrones avec les signaux correspondants générés côté émission, compte tenu des distorsions apparues lors de la propagation des signaux à travers le canal de transmission.

Toute la variété des tâches auxquelles sont confrontés les systèmes de synchronisation peuvent être divisées en deux grandes classes : synchronisation de divers types de dispositifs de commutation afin d'assurer la séparation temporelle des signaux (dans les systèmes avec division temporelle des canaux), synchronisation du fonctionnement des dispositifs de réception et de traitement afin d'augmenter leur immunité au bruit (lors de la réception de signaux avec des paramètres aléatoires).

Les vrais canaux de transmission sont des paramètres variables.

La réception optimale de signaux avec des paramètres aléatoires nécessite l'évaluation (mesure) des paramètres essentiels (fréquence, temps de retard, phase) de ces signaux. Ces mesures sont affectées aux systèmes de synchronisation.

Les systèmes de synchronisation sont classés selon différents critères. Toutes les tâches pratiques de synchronisation dans les systèmes de transmission peuvent être assurées par trois systèmes de synchronisation : haute fréquence, élément par élément (horloge), groupe.

Le problème de la synchronisation haute fréquence se pose généralement lors de l'utilisation d'un traitement de signal de corrélation pré-détecteur. Dans ce cas, au point de réception, il est nécessaire d'obtenir des échantillons de signaux haute fréquence dont les fréquences doivent à tout instant être égales ou voisines des fréquences des porteuses ou sous-porteuses des signaux reçus. Dans le cas d'un traitement cohérent, cette égalité doit être satisfaite avec une précision de phase.

La tâche de la synchronisation élément par élément (horloge) est d'assurer côté réception la fixation des limites temporelles des puces correspondant au plus petit intervalle de temps à fixer, formées côté émission. La formation de tels signaux peut être nécessaire pour assurer un traitement optimal des signaux après le détecteur et la séparation des signaux dans leurs canaux.

Dans les systèmes de transmission analogiques, de telles puces sont généralement des intervalles de temps (intervalles de temps alloués pour la transmission sur un canal), et dans les systèmes numériques, des symboles d'information élémentaires.

La synchronisation de groupe doit être capable de capturer la synchronisation de certains groupes, des puces telles que des mots, des trames, des trames, etc.

Dans certains systèmes, ces trois types de sous-systèmes peuvent fonctionner simultanément.

Les signaux I haute fréquence et de synchronisation d'éléments sont généralement de structure périodique. Les signaux de synchronisation de groupe peuvent être soit périodiques, soit former un flux aléatoire. Dans les systèmes de transmission numérique avec interrogation cyclique et périodique, lorsque les trois types de synchronisation indiqués peuvent fonctionner, les fréquences de tous les types de synchronisation répertoriés peuvent être sélectionnées comme des multiples les unes des autres.

Par exemple, chaque trame (groupe de rafales) contient n 1 mots, chaque mot est constitué de n 2 symboles, et chaque symbole ne dure que n 3 périodes de la porteuse ou sous-porteuse haute fréquence. Dans ce cas, tous les types de synchronisation peuvent être effectués après avoir défini la synchronisation de trame.

En fonction des valeurs des tensions d'alimentation constantes fournies aux électrodes de l'élément amplificateur, et du coefficient K 0. c deux modes d'auto-excitation sont possibles : doux et dur.

En mode d'auto-excitation douce, le point de fonctionnement A est sélectionné sur la section linéaire de la caractéristique I - V de l'élément amplificateur (Figure 9.1, a), ce qui assure le mode de fonctionnement initial de l'élément amplificateur sans couper le courant de sortie. Dans ces conditions, l'auto-excitation résulte des plus petites variations de la tension d'entrée, qui sont toujours présentes dans des conditions réelles en raison des fluctuations des porteurs de charge.

Au début, les oscillations dans l'oscillateur s'accumulent relativement rapidement. Ensuite, en raison de la non-linéarité de la caractéristique I - V de l'élément amplificateur, la croissance de l'amplitude d'oscillation ralentit, car la tension à son entrée tombe sur les sections de la caractéristique I - V avec une pente statique de plus en plus petite, et cela conduit à une diminution de la pente moyenne Mercredi et coefficient de transmission K 0s boucles de rétroaction.

Figure 9.1 - Schémas expliquant les modes d'auto-excitation.

L'augmentation des oscillations se produit tant que le coefficient de transmission diminue à l'unité. En conséquence, un mode stationnaire sera établi dans l'oscillateur, ce qui correspond à une certaine amplitude des oscillations de sortie, et l'angle de coupure du courant de sortie est 0> 90 °. La fréquence de ces vibrations est très proche de la fréquence de résonance du système vibrant. Attention : si l'élément amplificateur avait une caractéristique courant-tension linéaire, l'amplitude des auto-oscillations augmenterait jusqu'à l'infini, ce qui est physiquement impossible. Par conséquent, il est impossible d'obtenir des auto-oscillations stables avec une amplitude constante dans un circuit linéaire.

En raison de la non-linéarité de la caractéristique courant-tension, la forme du courant de sortie de l'élément amplificateur est non sinusoïdale. Cependant, avec un facteur de mérite suffisamment élevé (Q = 50 ... 200) du système oscillant, le premier harmonique de ce courant et, par conséquent, la tension à la sortie de l'oscillateur sont des oscillations presque harmoniques.

9.5 Mode d'auto-excitation dure

Dans ce mode, la tension de polarisation est réglée de sorte qu'aux faibles amplitudes de la tension d'entrée, le courant ne traverse pas l'élément amplificateur. Ensuite, des fluctuations mineures dans le circuit ne peuvent pas provoquer de courant dans le circuit de sortie et l'auto-excitation de l'oscillateur ne se produit pas. Les oscillations n'apparaissent que lorsque leur amplitude initiale est suffisamment grande, ce qui ne peut pas toujours être assuré. Le processus d'émergence et de croissance des oscillations dans un mode dur d'auto-excitation est illustré à la figure 9.1, b. On peut voir qu'à de faibles amplitudes initiales de la tension d'entrée (courbe 1), le courant je sors = 0 et les auto-oscillations ne se produisent pas. Ils n'apparaissent qu'à une amplitude de tension initiale suffisamment grande (courbe 2) et augmentent rapidement jusqu'à une valeur en régime permanent. En mode stationnaire, l'élément amplificateur fonctionne avec les angles de coupure du courant de sortie<90°.

Pour faciliter le fonctionnement de l'autogénérateur, il est plus judicieux d'utiliser un mode d'auto-excitation douce, car dans ce mode, des oscillations surviennent immédiatement après la mise sous tension de la source d'alimentation. Cependant, dans un mode de vibration rigide avec un angle de coupure<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.

DURABILITÉ DU TRAVAIL D'AG

Il est pratique d'étudier le processus d'apparition et d'établissement d'oscillations dans un oscillateur en utilisant des caractéristiques oscillatoires et des lignes de rétroaction.

10.1 Caractéristiques vibratoires

Ils représentent les dépendances de l'amplitude du premier harmonique du courant de sortie de l'élément amplificateur J'ai 1 ans sur l'amplitude de la tension d'entrée Je suis dedansà tension de polarisation constante U 0 et rétroaction en boucle ouverte :. Ces dépendances sont non linéaires et peuvent être obtenues expérimentalement en commutant le générateur sur le mode à excitation externe.

Figure 10.1 - Caractéristiques oscillatoires de l'AG.

La figure 10.1 montre trois caractéristiques oscillatoires correspondant à différentes tensions de polarisation. La caractéristique 1 correspond au déplacement pour lequel la pente de la caractéristique courant-tension a la plus grande valeur. Au fur et à mesure que la tension monte Je suis dedans la pente moyenne diminue et la pente diminue.

La caractéristique 2 correspond à une tension de polarisation inférieure, à laquelle la pente statique de la caractéristique I – V de l'élément amplificateur au point de fonctionnement est inférieure à la pente maximale. En conséquence, avec une tension croissante, la pente moyenne Mercredi grandit et seulement à de très grandes valeurs Je suis dedans commence à diminuer.

La troisième caractéristique correspond au cas où, en l'absence de signal d'entrée, aucun courant ne traverse l'élément amplificateur. Ce courant, et donc le courant dans le circuit oscillatoire, n'apparaît qu'à une certaine amplitude de tension Je suis dedans suffisant pour allumer la lampe ou le transistor pendant une partie de la période d'oscillation à haute fréquence.

Lignes de rétroaction

Ces lignes définissent la dépendance de l'amplitude Je suis dans, c'est-à-dire la tension de sortie du circuit de rétroaction, à partir de l'amplitude du courant J'ai 1 ans, qui est le courant d'entrée de ce circuit :.

Dans la mesure où et on a

.

Il s'ensuit que les lignes de rétroaction sont représentées graphiquement comme des lignes droites partant de l'origine (Figure 10.2). La pente de ces droites est différente et dépend de la valeur du coefficient Aux guêpes... Plus la rétroaction dans l'oscillateur est forte, plus l'angle d'inclinaison de la ligne de rétroaction par rapport à l'axe est petit Je suis dedans(dans la figure 10.2 ).

Figure 10.2 - Lignes de retour.

10.3 Détermination de l'amplitude de vibration stationnaire

En mode stationnaire AG, l'amplitude de la tension d'entrée Je suis dedans et l'amplitude du premier harmonique du courant de sortie correspondant à ce mode J'ai 1 ans de l'élément amplificateur doit satisfaire simultanément les deux dépendances spécifiées. Ceci n'est possible qu'aux points d'intersection de la caractéristique oscillatoire et de la ligne de rétroaction. En figue. 10.3 axe des abscisses de la caractéristique de vibration Je suis dans sert simultanément d'axe des ordonnées des lignes de rétroaction 2 à 5, et l'échelle sur celles-ci est la même. L'axe commun des ordonnées de la caractéristique 1 et des lignes 2-5 est le courant J'ai 1 ans.

La ligne de retour 2, correspondant au gain de la boucle de retour, a un point commun avec la caractéristique oscillatoire 1 uniquement à l'origine. Dans ce cas, l'auto-excitation de l'autogénérateur ne se produit pas en raison du faible coefficient Aux guêpes ou une petite valeur de la résistance de résonance du circuit R rés.

Figure 10.3 - Détermination de l'état stationnaire de l'AG en mode d'auto-excitation douce.

A un coefficient critique, la rétroaction directe 3 se confond avec la caractéristique oscillatoire dans la région OA, dans laquelle elle est linéaire, mais ne coupe pas cette caractéristique. Dans ce cas, l'auto-excitation est également absente, ce qui confirme la conclusion : dans un oscillateur fonctionnant en mode linéaire et ayant, il est impossible d'obtenir des auto-oscillations...

Les oscillations de l'AG ne surviennent qu'avec un coefficient correspondant à la ligne de retour 4. Dans les conditions d'un mode d'auto-excitation douce, cette ligne a deux points communs avec une caractéristique oscillatoire, 0 et B. Le point B correspond à l'état stationnaire de l'oscillateur, caractérisé par des amplitudes de courant Je suis 1 B et tension Je suis dans... Le générateur arrive à cet état en cours d'auto-excitation, mais peut le laisser sous l'influence de divers facteurs déstabilisants.

Considérez les processus qui auront lieu en même temps.

Supposons que la tension à l'entrée de l'élément amplificateur ait diminué jusqu'à la valeur U m inxC... Cette tension provoquera un courant dans le circuit de sortie du générateur Je suis 1 C(point C de la figure 10.3), qui, grâce au retour, va augmenter la tension à l'entrée pour Je suis dedans, ce qui conduira, selon la caractéristique 1, à une augmentation du courant jusqu'à Je suis 1 A et ainsi de suite. En conséquence, le générateur reviendra à l'état déterminé par le point B d'intersection des caractéristiques 1 et 4. De même, on peut montrer que si, sous l'influence d'une raison quelconque, la tension à l'entrée de l'élément amplificateur augmente et devient supérieur à Je suis dans(point D de la figure 10.3), le générateur reviendra automatiquement à l'état défini par le point B. Le raisonnement ci-dessus confirme que le point B est un point d'équilibre stable et correspond au mode de fonctionnement stationnaire du générateur. Les amplitudes de tension et de courant en mode stationnaire sont déterminées par l'amplitude de la rétroaction. Avec une rétroaction croissante (figure 3, ligne 5), les amplitudes stationnaires correspondantes augmentent jusqu'à des valeurs Je suis dans et Je suis 1 E.

Le deuxième point commun de la caractéristique oscillatoire 1 et de la ligne de rétroaction 4 (figure 10.3, point 0) est instable, car les oscillations qui s'y sont produites, quelle que soit l'amplitude initiale, augmentent en oscillations avec des amplitudes stationnaires déterminées par la position de point B.

Figure 10.4 - Détermination de l'état stationnaire de l'AG en mode d'auto-excitation dure.

Dans les conditions d'un mode d'auto-excitation sévère (Figure 10.4), la caractéristique oscillatoire 1 et la ligne de retour ont trois points communs : O, A, B. Le point 0 caractérise l'état stationnaire de repos de l'auto-générateur, c'est-à-dire, l'absence d'auto-excitation à de faibles amplitudes initiales d'oscillations. L'oscillation ne se produit que lorsque l'amplitude initiale de la tension d'entrée devient plus grande Je suis dedans défini par le point A de la Fig. 10.4, par exemple, la tension a augmenté jusqu'à une valeur U m inxC... Le courant causé par cette tension Je suis 1 C utilisera la rétroaction pour augmenter la tension à l'entrée du générateur, ce qui entraînera une augmentation plus importante du courant, etc.

(voir figure 10.4, lignes avec flèches). En conséquence, un mode oscillatoire stable (point B) est obtenu, caractérisé par les amplitudes Je suis dans et Je suis 1 B.

Supposons maintenant que la tension à l'entrée du générateur soit devenue inférieure à Je suis dans et atteint la valeur Je suis dans défini par le point D. Ensuite, le courant diminuera jusqu'à Je suis 1D, ce qui entraînera une nouvelle diminution de la tension d'entrée, comme le montrent les lignes avec des flèches sur la Fig. 4. En conséquence, les oscillations sont amorties. Par conséquent, le point A d'intersection de la caractéristique oscillatoire et de la ligne de retour caractérise l'état instable du mode oscillateur.

Questions d'étude :

1Caractéristiques d'amplitude des modes d'auto-excitation

4 Génération discontinue

1 Caractéristiques d'amplitude des modes d'auto-excitation

Afin de retracer plus en détail le processus d'apparition, de croissance et d'établissement des oscillations dans l'oscillateur, il est commode d'utiliser la méthode graphique utilisant la caractéristique oscillatoire et la ligne de rétroaction.

Caractéristique oscillatoire la dépendance de l'amplitude du premier harmonique du courant de collecteur sur l'amplitude de la tension de commande basée sur le transistor Ik1 = f (UBE) est appelée. Le type de la caractéristique oscillatoire dépend de la position du point de fonctionnement sur la caractéristique de transmission du transistor Ik = f (ebe).

Lorsque le transistor fonctionne dans le mode d'oscillation du premier type, c'est-à-dire lorsque le point de fonctionnement A est sélectionné au milieu de la section linéaire de la caractéristique de transmission, comme illustré à la Fig. 2.10, a, la caractéristique vibrationnelle a une forme convexe (Fig. 2.10,6,1). Avec une augmentation de l'amplitude de la tension d'entrée, l'amplitude du courant de sortie augmente d'abord assez rapidement en raison de la constance de la pente Sd = const). Ensuite, la montée du courant de sortie ralentit en raison de la non-linéarité des courbes inférieure et supérieure de la caractéristique du transistor.

Si le point de fonctionnement sur la caractéristique transitoire du transistor est sélectionné dans la zone de coupure du courant de sortie B (mode d'oscillation du deuxième type), alors la caractéristique oscillatoire commence légèrement à droite de zéro. Ensuite, à mesure que la tension d'entrée (de commande) augmente, la caractéristique de vibration a un coude inférieur correspondant à la section inférieure non linéaire de la caractéristique d'écoulement et, par conséquent, un coude supérieur (Fig. 2.10,6,11).

Ligne de rétroaction la dépendance exprimée graphiquement de la tension de rétroaction sur le courant dans le circuit de sortie du transistor est appelée. Puisque la boucle de rétroaction est linéaire, la ligne de rétroaction est une ligne droite montant à partir de l'origine (Figure 2.10, c).

Pour tracer le processus d'apparition, de croissance et d'établissement des oscillations, nous combinons la caractéristique oscillatoire et la ligne de rétroaction sur le même graphique.

2 Mode d'auto-excitation douce.

Mode d'auto-excitation douce... En figue. 2.11, et la caractéristique oscillatoire d'amplitude des générateurs dans le mode d'oscillation du premier type (ligne courbe) et la caractéristique d'amplitude de la rétroaction de l'oscillateur (ligne droite) sont combinées dans un seul graphique. Étant donné que le point de fonctionnement initial est situé sur la partie raide médiane de la caractéristique de débit du transistor (voir Fig. 2.10, a), même les plus petites variations de tension à l'entrée du transistor entraîneront des modifications du courant de sortie. Et ces petits changements de tension dans le circuit sont toujours dus soit à des fluctuations des porteurs de charge, soit à la mise sous tension de la source d'alimentation.

Supposons qu'un courant Ib1m soit apparu dans le circuit en raison de fluctuations (Fig. 2.1 \, a). Ce courant de contre-réaction crée une tension d'excitation U1 en entrée. Cette tension, conformément à la caractéristique oscillatoire, provoque un courant I2 dans le circuit de sortie. Au courant I2, la tension U2 est induite sur le circuit d'entrée de l'oscillateur conformément à la ligne de rétroaction, ce qui provoque le courant I3, et ainsi de suite. La séquence d'oscillations croissantes est illustrée à la Fig. 2.11, et des flèches. Ainsi, les oscillations dans le circuit augmenteront jusqu'à la valeur déterminée par le point B de l'intersection de la caractéristique oscillatoire et de la ligne de rétroaction. Le point B correspond au mode d'oscillation en régime établi : un courant Iset circule dans le circuit de sortie, une tension Uset est créée dans la partie base-émetteur. Au point B, le bilan d'amplitude est effectué et des oscillations stables sont établies dans l'oscillateur.

En effet, si à (la sortie de l'auto-générateur le courant a diminué jusqu'à la valeur I3, alors à travers le circuit de rétroaction il créera une tension U3 à l'entrée et les oscillations augmenteront à nouveau jusqu'à une valeur constante. Si, en raison de une influence externe, le courant dans le circuit augmente, par exemple, jusqu'à la valeur Iv, puis les pertes dans la boucle s'avèrent plus élevées et la tension à l'entrée à travers la boucle de rétroaction est moins induite.

De ce qui a été considéré, il résulte que dans la section où la caractéristique oscillatoire passe sur la ligne de communication, il y a plus de pertes et les fluctuations augmentent. Dans la section où la caractéristique oscillatoire est en dessous de la ligne de rétroaction, le réapprovisionnement est moindre et l'oscillation est réduite. Au point B, les intersections des caractéristiques d'amplitude de la recharge sont égales aux pertes.

Ainsi, dans le mode d'oscillations du premier type, des oscillations dans l'auto-générateur surviennent après la mise sous tension indépendante de la source d'alimentation et augmentent progressivement jusqu'à une valeur en régime permanent. Par conséquent, ce mode de vibration est appelé mode doux d'auto-excitation.

3 Mode dur d'auto-excitation.

Mode d'auto-excitation dure. Si le point de fonctionnement sur la caractéristique de débit du transistor est sélectionné dans la région de coupure du courant de sortie, la caractéristique oscillatoire croise la ligne de rétroaction en deux points, comme illustré à la Fig. 2.11, b.

Dans la région 1, la courbe passe sous une ligne droite - cela signifie, comme indiqué ci-dessus, que les pertes dans le circuit dépassent la reconstitution d'énergie et qu'il n'y a pas d'oscillations. Dans la zone 2, la courbe est au-dessus de la ligne droite - cela signifie que les pertes dans la boucle sont inférieures à la reconstitution et que les fluctuations peuvent augmenter. On peut en déduire que dans le mode d'oscillations du second type, des oscillations automatiquement, à partir de fluctuations, ne peuvent pas se produire (section 0-1 de la figure 2.11, b). Pour l'apparition d'oscillations dans l'oscillateur dans le mode d'oscillation du deuxième type, il est nécessaire d'appliquer une tension d'amplitude significative UB03b> Un au circuit d'entrée du transistor. Ce n'est qu'après ce saut de tension externe brusque et dur que des oscillations surviennent et grandir rapidement. Par conséquent, le mode d'auto-excitation est appelé dur. Les oscillations augmentent jusqu'à une valeur en régime permanent correspondant au point B des oscillations stables.

Pour révéler les caractéristiques d'auto-excitation du générateur et déterminer l'amplitude stationnaire des oscillations de sortie, il convient d'utiliser la méthode d'analyse conjointe de l'amplitude caractéristique de l'amplificateur K et de la droite de l'OS β = U OS / U OUT, reflétant l'effet du circuit PIC (Fig. 5). Notez que la caractéristique d'amplitude de l'amplificateur lui-même dans la théorie des générateurs correspond à la caractéristique oscillatoire. L'essence de la méthode est traditionnelle et consiste dans le fait que le circuit générateur (voir Fig. 3) est mentalement (et essentiellement) divisé en deux circuits - linéaire et non linéaire. Un circuit linéaire représente une boucle PIC et un circuit non linéaire représente l'amplificateur lui-même (ampli op et circuit OOS).

Mode d'auto-excitation douce... Forme typique des caractéristiques d'amplitude d'un amplificateur non linéaire basé sur un amplificateur opérationnel (Fig. 5, a). Avec une faible amplitude de la tension d'entrée U OUT / U IN = K. Avec une augmentation de l'amplitude, la non-linéarité de la caractéristique de transfert de l'amplificateur opérationnel commence à apparaître et le gain K (et donc la tension de sortie) sera presque constant et peut même diminuer. Sur la section linéaire, la tension OS U OS = U BX est liée linéairement à la tension de sortie U OUT et est déterminée par le coefficient de transmission du circuit POS (après tout, U OS = β U OUT). Cette tension agit à l'entrée de l'amplificateur, par conséquent, la ligne OS (dépendance de U OUT de U OS) est tracée sur le graphique sous la forme d'une ligne droite à un angle γ = arctan (l / β) par rapport au l'axe des abscisses (voir Fig. 5, a).

Supposons qu'une petite tension d'entrée U BX1 agisse sur l'entrée de l'amplificateur. Puis, après amplification de K fois, une tension U OUT1 apparaîtra à la sortie du générateur. Cette tension, affaiblie par le circuit de contre-réaction d'un facteur , est appliquée à l'entrée de l'amplificateur sous la forme d'une tension U BX2. Elle va alors, à son tour, augmenter jusqu'à la tension U OUT2. Un processus similaire se poursuivra jusqu'à ce que l'amplitude de l'oscillation de sortie atteigne une valeur stationnaire, à laquelle la condition d'équilibre d'amplitude est satisfaite.

Stationnaire l'amplitude des auto-oscillations du générateur peut être déterminée par les coordonnées du point d'intersection de la caractéristique d'amplitude de l'amplificateur avec la ligne de la rétroaction (point A sur la figure 5, a). Le point A est un point d'équilibre stable, et en cas d'écart aléatoire de l'amplitude de la tension de sortie par rapport à la valeur stationnaire U CT, l'autogénérateur revient toujours à son état d'origine. Supposons que l'amplitude de la tension de sortie U OUT ait diminué par rapport à U CT de la valeur U OUT. Cela entraînera une diminution de la tension OS U OS de la valeur ∆U OS, qui, conformément à la caractéristique d'amplitude, entraînera à son tour une augmentation de la tension de sortie U OUT. Dans ce cas, la tension de sortie montera jusqu'à une valeur stationnaire U ST, et l'instabilité de tension OS ∆U OS diminuera jusqu'à zéro et ira au point U OSST. Étudions l'influence de la valeur du coefficient de transfert du circuit POS sur le mode d'auto-excitation de l'autogénérateur d'oscillations harmoniques avec le type de l'amplitude caractéristique de l'amplificateur illustré à la Fig. 5 B. À propos, nous notons que le changement de la valeur du coefficient de transfert du circuit POS dans le circuit de la Fig. 3 peut être réalisée soit en ajustant la valeur de la résistance de la résistance R, soit en modifiant le coefficient de commutation du circuit oscillant (mise sous tension incomplète du circuit).

Si nous augmentons progressivement le coefficient de transmission β (diminuons la pente de la ligne β), alors, à partir d'une certaine valeur critique βcr, l'amplitude de l'oscillation stationnaire f / CT augmentera (voir Fig. 5). Ce mode d'auto-excitation du générateur est dit doux. Pour l'assurer, la caractéristique d'amplitude de l'amplificateur doit sortir de zéro et avoir un angle d'inclinaison suffisamment grand par rapport à l'axe des abscisses à l'origine. Le mode doux est caractérisé par le fait qu'en sélectionnant le coefficient de transmission , il est possible de régler n'importe quelle très petite amplitude stationnaire (proche du niveau de bruit) des oscillations de sortie. Dans le mode d'auto-excitation douce, des oscillations se produisent à la sortie du générateur lorsque de faibles niveaux de tensions de bruit apparaissent à l'entrée de l'amplificateur.

Figure 5. Mode d'auto-excitation douce de l'oscillateur :

a - caractéristique d'amplitude et ligne de retour ;

b - dépendance de l'amplitude U sur le coefficient de transmission β

Mode d'auto-excitation dure. Image différente des processus

est observé dans les processus dans les autogénérateurs, dont la caractéristique d'amplitude de l'amplificateur a une forme en S (Fig. 6, a). L'amplificateur a une telle caractéristique d'amplitude lorsque son point de fonctionnement est situé dans la section non linéaire de la caractéristique de transfert de l'amplificateur opérationnel. Pour l'auto-excitation des autogénérateurs, un PIC très puissant est requis et les oscillations de sortie se produisent instantanément - en un saut. Une auto-excitation nette ("explosive") de l'autogénérateur se produit à la valeur du coefficient de transfert du circuit OC β = 1 lorsque la ligne OC (ligne 1 sur la Fig. 6, a) touche le bas de la caractéristique d'amplitude au point 0. La génération d'oscillations s'effondre brutalement à la valeur du coefficient de transfert β, inférieure à 2, lorsque la ligne OS (ligne 2) devient tangente à la partie convexe de la caractéristique d'amplitude. Dans les graphiques de la figure 6, un point A reflète le mode de fonctionnement stationnaire de l'autogénérateur et le point C - le mode d'équilibre instable. Cette situation s'explique comme suit : avec les amplitudes des oscillations de sortie de l'oscillateur situées sur les graphiques en dessous du point C, les oscillations s'amortissent, et avec des amplitudes au-dessus du point C, elles vont augmenter et atteindre une amplitude stationnaire au point A.