М'який і жорсткий режими самозбудження автогенератора. Режими самозбудження автогенератора. Реферат: Базові схеми режимів самозбудження

Повернемося до рис. 9.6 і з'ясуємо поведінку автогенератора при зміні коефіцієнта зворотного зв'язку. При ослабленні зв'язку нахил лінії II зростає, і при накотором критичному значенні, звертаємо нерівність (9.13) в рівність виникнення коливань неможливо. Лінія зв'язку, відповідна критичної зворотного зв'язку, займає положення ОВ.

Якщо в автогенераторі з індуктивним зворотним зв'язком і коливальної характеристикою, показаної на рис. 9.6, плавно збільшувати М, то починаючи з критичного значення амплітуда стаціонарного коливання буде плавно зростати, як показано на рис. 9.8. Такий режим самозбудження називається м'яким. Зі сказаного випливає, що для отримання м'якого режиму необхідно, щоб коливальна характеристика виходила з нульової точки і мала досить великий нахил в області малих амплітуд. Всі ці вимоги виконуються при використанні автоматичного зміщення.

При використанні примусового (зовнішнього) зміщення коливальна характеристика приймає вигляд, показаний на рис. 9.9. Для виникнення коливань в даному випадку потрібно дуже сильна зворотний зв'язок (лінія, взаємоіндукція).

Мал. 9,8. Залежність стаціонарної амплітуди від зворотного зв'язку при м'якому режимі

Мал. 9.9. Коливальна характеристика, відповідна жорсткому режиму

Мал. 9.10. Залежність стаціонарної амплітуди від зворотного зв'язку при жорсткому режимі

Мал. 9.11. До питання про стійкість генерації при жорсткому режимі

Після того як коливання встановилися, зв'язок можна послабити до значення при якому лінія зв'язку займає положення ОВ. При подальшому ослабленні зв'язку коливання зриваються. Для відновлення коливань М потрібно збільшити до значення відповідного лінії зв'язку ОА. Такий режим самозбудження називається

Залежність стаціонарної амплітуди від М при жорсткому режимі показана на рис. 9.10, причому стрілками позначено напрямок зміни М.

Якщо примусове напруга зсуву настільки велике, що коливальна характеристика починається не з нуля (рис. 9.11), то ніяке збільшення зворотного зв'язку не здатна викликати автоколебания. Якщо ж викликати коливання за допомогою зовнішнього впливу, то при досить сильною зворотного зв'язку коливання можуть існувати і після припинення впливу. З двох точок перетину ліній I і II точка С є стійкою, а точка D - нестійкою (мається на увазі динамічна стійкість, т. Е. Стійкість генерації). Це означає, що при невеликих випадкових відхиленнях амплітуди струму в контурі близько точки С система повертається в початковий стан, як же завгодно мале відхилення амплітуди в районі точки D прогресивно зростає і переводить амплітуду або в стійку точку С, або в точку 0 (відповідну статичної стійкості ). Доказ нестійкості точки D аналогічно доказу стійкості точки С, наведеним в попередньому параграфі.

Якщо в автогенераторі з індуктивним зворотним зв'язком і коливальної характеристикою, плавно збільшувати М, то, починаючи з критичного значення М кр, амплітуда стаціонарного коливання, буде плавно зростати.

Такий режим самозбудження називається легким.

Для отримання легкого режиму необхідно, щоб коливальна характеристика виходила з нульової точки і мала досить великий нахил в області малих амплітуд. Всі ці вимоги виконуються при використанні автоматичного зміщення. При використанні примусового (зовнішнього) зміщення коливальна характеристика набуває вигляду:

Для виникнення коливань в даному випадку потрібно дуже сильна зворотний зв'язок (лінія ОА, взаємоіндукція М 1).

Після того як коливання встановилися зв'язок можна послабити до значення М 2, при якому лінія зв'язку займає положення ОВ. При подальшому послаблень зв'язку коливання зриваються. Для відновлення коливань М, відповідного лінії зв'язку ОА. Такий режим самозбудження називається жорстким.

Призначення, класифікація та принципи побудови систем синхронізації.

У більшості випадків нормальне функціонування різних систем передачі інформації вимагає забезпечення певної синхронізації роботи передавальної і приймальної апаратури. Ця функція покладається зазвичай на спеціальні системи синхронізації. Від завадостійкості і якості їх роботи залежить їх стійкість і якість роботи системи передачі в цілому. Системи синхронізації формують на приймальній стороні спеціальні синхронізуючі сигналу, синхронні з відповідними сигналами, які формувались на зраджує стороні з урахуванням спотворень, що виникли під час поширення сигналів по каналу передачі.

Все різноманіття завдань, які перебувають перед системами синхронізації, можна розділити на два великі класи: синхронізація різного роду комутаторних пристроїв з метою забезпечення тимчасового поділу сигналів (в системах з тимчасовим поділом каналів), синхронізація роботи пристроїв прийому і обробки з метою підвищення їх завадостійкості (при прийомі сигналів з випадковими параметрами).

Реальні канали передачі є каналами зі змінними параметрами.

Оптимальний прийом сигналів з випадковими параметрами вимагає оцінки (вимірювання) істотних параметрів (частоти, часу запізнювання, фази) таких сигналів. Ці виміри і покладаються на системи синхронізації.

Системи синхронізації класифікує за різними ознаками. Всі практичні завдання синхронізації в системах передачі можна забезпечити трьома системами синхронізації: високочастотний, поелементної (тактовою), груповий.

Завдання високочастотної синхронізації зазвичай виникає при використанні додетекторной кореляційної обробки сигналів. В цьому випадку в точці прийому необхідно отримати зразки високочастотних сигналів, частоти яких в будь-який момент часу повинні бути рівними або близькі частотам несучих або піднесуть сигналів. У разі когерентної обробки це рівність має виконуватися з точністю до фази.

Завдання по елементної (тактовою) синхронізації полягає в забезпеченні на приймальній стороні фіксації часових меж елементних сигналів, відповідних найменшому підлягає фіксації часового інтервалу, що формується на передавальній стороні. Формування таких сигналів може бути необхідною для забезпечення оптимальної після детекторной обробки сигналів і поділу сигналів по своїх каналах.

В аналогових системах передачі такими елементарними сигналами зазвичай є канальні інтервали (інтервали часу, що відводяться для передачі по одному каналу), а в цифрових системах - елементарні інформаційні символи.

Групова синхронізація повинна забезпечувати фіксацію часових меж певних груп, елементарних сигналів, наприклад слів, циклів, кадрів і т. П.

У деяких системах можуть одночасно діяти все три зазначених виду підсистем.

Синхросигнали високочастотної Ії поелементної синхронізації зазвичай мають періодичну структуру. Синхросигнали груповий синхронізації можуть, бути як періодичними, так і утворювати випадковий потік. У цифрових системах передачі з циклічним і періодичним опитуванням, коли можуть діяти все три зазначених виду синхронізації, частоти всіх перерахованих видів синхронізації можуть вибиратися кратними один одного.

Наприклад кожен кадр (група посилок) містить n 1 слів кожне слово складається з n 2 символів, а кожен символ триває тільки n 3 періодів високочастотного несучого або піднесе. В цьому випадку всі види синхронізації можна здійснити після того, як буде установка синхронізація по кадрам.

Залежно від значень постійних живлячих напруг, підведених до електродів підсилювального елемента, і від коефіцієнта К 0. з можливі два режими самозбудження: м'який і жорсткий.

У режимі м'якого самозбудження робочу точку А вибирають на лінійній ділянці ВАХ підсилювального елемента (рисунок 9.1, а), що забезпечує початковий режим роботи підсилювального елемента без відсічення вихідного струму. У цих умовах самозбудження виникає від самих незначних змін вхідної напруги, завжди наявних в реальних умовах через флуктуації носіїв заряду.

Спочатку коливання в автогенераторі наростають відносно швидко. Потім через нелінійність ВАХ підсилювального елемента зростання амплітуди коливань сповільнюється, оскільки напруга на його вході потрапляє на ділянки ВАХ з усе меншою статичної крутизною, а це призводить до зменшення середньої крутизни S срі коефіцієнта передачі До 0С ланцюга обрат ної зв'язку.

Рисунок 9.1 - Діаграми, що пояснюють режими самозбудження.

Наростання коливань відбувається до тих пір, поки коефіцієнт передачі зменшиться до одиниці. В результаті в автогенераторі встановиться стаціонарний режим, якому відповідає певна амплітуда вихідних коливань, причому кут відсічення вихідного струму 0\u003e 90 °. Частота цих коливань дуже близька до резонансної частоти коливальної системи. Звернемо увагу: якби підсилювальний елемент мав лінійну вольт-амперну характеристику, наростання амплітуди автоколивань відбувалося б до нескінченності, що фізично неможливо. Тому в лінійної ланцюга отримати стійкі автоколивання з постійною амплітудою неможливо.

Через нелінійності вольт-амперної характеристики форма вихідного струму підсилювального елемента виходить несинусоїдної. Однак при досить великий добротності (Q \u003d 50 ... 200) коливальні системи перша гармоніка цього струму і, отже, напруга на виході автогенератора є майже гармонійні коливання.

9.5 Режим жорсткого самозбудження

При цьому режимі напруга зсуву задають таким, щоб при малих амплітудах вхідної напруги струм через підсилювальний елемент не проходив. Тоді незначні коливання, що виникли в контурі, не можуть викликати струм у вихідному ланцюзі, і самозбудження автогенератора не настає. Коливання виникають тільки при їх досить великою початковою амплітудою, що не завжди можна забезпечити. Процес виникнення і наростання коливань при жорсткому режимі самозбудження ілюструється на малюнку 9.1, б. Видно, що при малих початкових амплітудах вхідної напруги (крива 1) струм i вих \u003d 0 і автоколивання не виникають. Вони виникають тільки при досить великою початковою амплітудою напруги (крива 2) і швидко наростають до сталого значення. У стаціонарному режимі підсилювальний елемент працює з кутами відсічення вихідного струму<90°.

Для зручності експлуатації автогенератора доцільніше застосовувати м'який режим самозбудження, так як в цьому режимі коливання виникають відразу після включення джерела живлення. Однак при жорсткому режимі коливань з кутом відсічення<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.

СТІЙКІСТЬ РОБОТИ АГ

Процес виникнення і встановлення коливань в автогенераторі зручно досліджувати за допомогою коливальних характеристик і ліній зворотного зв'язку.

10.1 Коливальні характеристики

Вони являють собою залежності амплітуди першої гармоніки вихідного струму підсилювального елемента I m 1 від амплітуди вхідної напруги U m вх при постійній напрузі зміщення U 0 і розімкнутої ланцюга зворотного зв'язку:. Ці залежності мають нелінійний характер і можуть бути отримані експериментально шляхом перекладу генератора в режим із зовнішнім збудженням.

Малюнок 10.1 - Коливальні характеристики АГ.

На малюнку 10.1 показані три коливальні характеристики, що відповідають різним напруженням зсуву. Характеристика 1 відповідає зсуву, при якому крутість вольт-амперної характеристики має найбільше значення. У міру збільшення напруги U m вх середня крутизна падає, і нахил характеристики зменшується.

Характеристика 2 відповідає меншій напрузі зсуву, при якому статична крутість ВАХ підсилювального елемента в робочій точці менше максимальної крутості. Внаслідок цього зі збільшенням напруги середня крутизна S ср росте і лише при дуже великих значеннях U m вх починає зменшуватися.

Третя характеристика відповідає випадку, коли при відсутності вхідного сигналу струм через підсилювальний елемент не проходить. Цей струм, а отже, струм в коливальному контурі, з'являється лише при деякій амплітуді напруги U m вх, Достатньої для відмикання лампи або транзистора протягом частини періоду високочастотного коливання.

Лінії зворотного зв'язку

Ці лінії визначають залежність амплітуди U m вх, Т. Е. Вихідної напруги ланцюга зворотного зв'язку, від амплітуди струму I m 1, Що є вхідним струмом цьому ланцюзі:.

оскільки і отримуємо

.

Звідси випливає, що лінії зворотного зв'язку графічно зображуються у вигляді прямих, що виходять з початку координат (рисунок 10.2). Нахил цих прямих різний і залежить від значення коефіцієнта Кос. Чим сильніше зворотний зв'язок в автогенераторі, тим менший кут нахилу має лінія зворотного зв'язку щодо осі U m вх (На малюнку 10.2 ).

Малюнок 10.2 - Лінії зворотного зв'язку.

10.3 Визначення стаціонарної амплітуди коливань

У стаціонарному режимі АГ амплітуда вхідної напруги U m вх і відповідна даному режиму амплітуда першої гармоніки вихідного струму I m 1 підсилювального елемента повинні одночасно задовольняти обом зазначеним залежностей. Це можливо тільки в точках перетину колебательной характеристики і лінії зворотного зв'язку. На рис. 10.3 вісь абсцис колебательной характеристики U m вх служить одночасно віссю ординат ліній зворотного зв'язку 2-5, причому масштаб на них однаковий. За загальною осі ординат характеристики 1 і ліній 2-5 відкладається ток I m 1.

Лінія зворотного зв'язку 2, відповідна коефіцієнту передачі ланки зворотнього зв'язку, має з коливальної характеристикою 1 загальну точку тільки на початку координат. В цьому випадку самозбудження автогенератора не відбувається через малу коефіцієнта Кос або мінімального значення резонансного опору контуру R рез.

Малюнок 10.3 - Визначення стаціонарного стану АГ в режимі м'якого самозбудження.

При критичному коефіцієнті пряма зворотного зв'язку 3 зливається з коливальної характеристикою в області ОА, в якій вона лінійна, але не перетинає цю характерістіку.В даному випадку самозбудження також відсутня, що підтверджує висновок: в автогенераторі, що працює в лінійному режимі і має, отримати автоколебания неможливо .

Коливання в АГ виникають лише при коефіцієнті, якому відповідав би лінія зворотного зв'язку 4. Ця лінія в умовах м'якого режиму самозбудження має з коливальної характеристикою дві загальні точки, 0 і В. Точка В відповідає стаціонарному стану автогенератора, що характеризується амплітудами струму I m 1 Bі напруги U m вхВ. В цей стан генератор приходить в процесі самозбудження, але може вийти з нього під дією різних дестабілізуючих факторів.

Розглянемо процеси, які будуть при цьому протікати.

Припустимо, що напруга на вході підсилювального елемента зменшилася до значення U m ВГС. Ця напруга викличе у вихідному ланцюзі генератора струм I m 1 C (Точка С на малюнку 10.3), який, завдяки зворотного зв'язку, збільшить напругу на вході до U m ВХА, Що призведе, відповідно до характеристики 1, до збільшення струму до I m 1 A і т. д. В результаті генератор повернеться в стан, обумовлений точкою В перетину характеристик 1 і 4. Аналогічно можна показати, що якщо під дією будь-яких причин напруга на вході підсилювального елемента збільшиться і стане більше, ніж U m вхВ (Точка D на малюнку 10.3), генератор знову автоматично перейде в стан, обумовлений точкою В. Наведені міркування підтверджують, що точка В є точкою стійкої рівноваги і відповідає стаціонарному режиму роботи автогенератора. Амплітуди напруги і струму в стаціонарному режимі визначаються величиною зворотного зв'язку. При збільшенні зворотного зв'язку (рисунок 3, пряма 5) відповідні стаціонарні амплітуди збільшуються до значень U m ВХЕі I m 1 E.

Друга загальна точка колебательной характеристики 1 і лінії зворотного зв'язку 4 (рисунок 10.3, точка 0) є нестійкою, тому що в ній виникли коливання незалежно від початкової амплітуди наростають до коливань зі стаціонарними амплітудами, обумовленими положенням точки В.

Малюнок 10.4 - Визначення стаціонарного стану АГ в режимі жорсткого самозбудження.

В умовах жорсткого режиму самозбудження (рисунок 10.4) коливальна характеристика 1 і лінія зворотного зв'язку мають три загальних точки: О, А, В. Точка 0 характеризує стійкий стан спокою автогенератора, т. Е. Відсутність самозбудження при малих початкових амплітудах коливань. Коливання виникають тільки коли первісна амплітуда вхідної напруги стає більше U m ВХА, Що визначається точкою А на рис. 10.4, наприклад, напруга зросла до значення U m ВГС . Викликаний цим напругою струм I m 1 C збільшить c допомогою зворотного зв'язку напруга на вході генератора, що призведе до більшого зростання струму і т. д.

(Див. Рисунок 10.4, лінії зі стрілками). В результаті досягається стійкий коливальний режим (точка В), що характеризується амплітудами U m вхВ і I m 1 B.

Припустимо тепер, що напруга на вході генератора стало менше, ніж U m ВХА і досягло значення U m вхВ, Що визначається точкою D. Тоді струм зменшиться до I m 1 D, Що викличе подальше зменшення вхідної напруги, як це показано лініями зі стрілками на рис. 4. В результаті коливання загасають. Отже, точка А перетину колебательной характеристики і лінії зворотного зв'язку характеризує нестійкий стан режиму автогенератора.

Навчальні питання:

1Амплітудние характеристики режимів самозбудження

4 Переривчаста генерація

1 Амплітудні характеристики режимів самозбудження

Для того щоб більш детально простежити процес виникнення, наростання і встановлення коливань в автогенераторі, зручно скористатися графічним методом за допомогою коливальної характеристики і лінії зворотного зв'язку.

коливальної характеристикою називається залежність амплітуди першої гармоніки колекторного струму від амплітуди напруги, що управляє на базі транзистора Iк1 \u003d ф (UБЕ). Вид колебательной характеристики залежить від положення робочої точки на прохідній характеристиці транзистора Ік \u003d f (eбе).

При роботі транзистора в режимі коливань першого роду, т. Е. Коли робоча точка А обрана на середині лінійної ділянки прохідний характеристики, як показано на рис. 2.10, а, коливальна характеристика має опуклу форму (рис. 2.10,6,1). При збільшенні амплітуди вхідної напруги амплітуда вихідного струму спочатку досить швидко зростає внаслідок сталості крутизни Sд \u003d const). Потім зростання вихідного струму сповільнюється через нелінійність нижнього і верхнього вигину характеристики транзистора.

Якщо робоча точка на перехідній характеристиці транзистора обрана в області відсічення вихідного струму В (режим коливань другого роду), то коливальна характеристика починається кілька правіше нуля. Потім у міру збільшення вхідного (керуючого) напруги коливальна характеристика має нижній вигин, відповідний нелінійного нижньому ділянці прохідний характеристики і відповідно верхній вигин (рис. 2.10,6,11).

Лінією зворотного зв'язку називається графічно виражена залежність напруги зворотного зв'язку від струму в вихідний ланцюга транзистора. Оскільки ланцюг зворотного зв'язку лінійна, то лінія зворотного зв'язку є пряму лінію, що ведеться з початку координат (рис. 2.10, в).

Щоб простежити процес виникнення, наростання і встановлення коливань, сумісний колебательную характеристику і лінію зворотного зв'язку на одному графіку.

2 М'який режим самозбудження.

М'який режим самозбудження. На рис. 2.11, а амплітудна коливальна характеристика генераторів в режимі коливань першого роду (крива лінія) і амплітудна характеристика зворотного зв'язку автогенератора (пряма лінія) суміщені на одному графіку. Оскільки вихідна робоча точка знаходиться на середньому крутому ділянці прохідний характеристики транзистора (див. Рис. 2.10, а), то навіть найменші зміни напруги на вході транзистора викличуть зміни вихідного струму. А такі малі зміни напруги в схемі є завжди або за рахунок флуктуації носіїв зарядів, або за рахунок включення напруги джерела живлення.

Припустимо, що в контурі за рахунок флуктуації з'явився струм Ib1m (рис. 2.1 \\, а). Цей струм по ланцюгу зворотного зв'язку створює на вході напруга збудження U1. Ця напруга відповідно до коливальної характеристикою викликає в вихідний ланцюга струм I2. При струмі I2, на вхідний ланцюг автогенератора відповідно до лінії зворотного зв'язку наводиться напруга U2, яке викликає струм I3, і т. Д. Послідовність наростання коливань показана на рис. 2.11, а стрілками. Так, коливання в контурі будуть наростати до значення, обумовленого точкою В перетину колебательной характеристики і лінії зворотного зв'язку. Точка В відповідає режиму сталих коливань: у вихідному ланцюзі протікає струм Iуст, на ділянці база - емітер створюється напруга U вуст. У точці В виконується баланс амплітуд, і в автогенераторі встановлюються стійкі коливання.

Дійсно, якщо на (виході автогенератора ток зменшився до значення I3, то він через ланцюг зворотного зв'язку буде створювати на вході напруга U3 і коливання знову зростуть до сталого значення. Якщо ж за рахунок зовнішнього впливу ток в контурі збільшиться, наприклад, до значення Iv, то втрати в контурі виявляються більше і напруга на вхід по ланцюгу зворотного зв'язку наведено менше. Коливання зменшуються до сталого значення.

З розглянутого випливає, що на ділянці, де коливальна характеристика проходить над лінією зв'язку, поповнення більше втрат і коливання наростають. На ділянці, де коливальна характеристика нижче лінії зворотного зв'язку, поповнення менше втрат і коливання зменшуються. У точці В перетину амплітудних характеристик поповнення рівні втрат.

Таким чином, в режимі коливань першого роду коливання в автогенераторі виникають після включення джерела живлення самостійно і наростають до сталого значення плавно, м'яко. Тому такий режим коливань називають м'яким режимом самозбудження.

3 Жорсткий режим самозбудження.

Жорсткий режим самозбудження. Якщо робоча точка на прохідній характеристиці транзистора обрана в області відсічення вихідного струму, коливальна характеристика перетинається з лінією зворотного зв'язку в двох точках, як показано на рис. 2.11, б.

В області 1 крива проходить під прямий - це значить, як було показано вище, що втрати в контурі перевищують поповнення енергії і коливання не виникають. В області 2 крива проходить над прямий - це значить, що втрати в контурі менше, ніж поповнення, і коливання можуть наростати. З цього видно, що в режимі коливань другого роду коливання автоматично, від флуктуації, виникнути не можуть (ділянка 0-1 на рис. 2.11, б). Для виникнення коливань в автогенераторі в режимі коливань другого роду необхідно у вхідний ланцюг транзистора подати напругу значною амплітуди UB03б\u003e Uн Тільки після цього різкого, жорсткого зовнішнього стрибка напруги коливання виникають і швидко наростають. Звідси і режим самозбудження називається жорстким. Коливання наростають до сталого значення, що відповідає точці В стійких коливань.

Щоб виявити особливості самозбудження генератора і визначити стаціонарну амплітуду вихідних коливань, зручно використовувати метод спільного аналізу амплітудної характеристики підсилювача До і прямої лінії ОС β \u003d U ОС / U ВИХІД, що відбиває вплив ланцюга ПОС (рис. 5). Відзначимо, що амплітудна характеристика власне підсилювача в теорії генераторів відповідає колебательной характеристиці. Суть методу традиційна і полягає в тому, що схему генератора (див. Рис. 3) мислення (і по суті) поділяють на два ланцюги - лінійну і нелінійну. Лінійна ланцюг являє петлю ПОС, а нелінійна - власне підсилювач (ОУ і ланцюг ООС).

М'який режим самозбудження. Типовий вид амплітудної характеристики нелінійного підсилювача на ОУ (рис. 5, а). При малій амплітуді вхідної напруги U ВИХІД / U ВХ \u003d К. З ростом ж амплітуди починає проявлятися нелінійність передавальної характеристики ОУ, і коефіцієнт посилення К (а значить, і вихідна напруга) буде практично постійним і навіть може зменшуватися. На лінійній ділянці напруга ОС U ОС \u003d U BX лінійно пов'язано з вихідним напругою U ВИХІД і визначається коефіцієнтом передачі ланцюга ПОС β (адже U ОС \u003d β U ВИХІД). Ця напруга діє на вході підсилювача, тому лінію ОС (залежність U ВИХІД від U ОС) проводять на графіку у вигляді прямої лінії βпод кутом γ \u003d arctg (l / β) до осі абсцис (див. Рис.5, а).

Покладемо, що на вхід підсилювача впливає невелике вхідна напруга U BX1. Тоді після посилення в До раз на виході генератора з'явиться напруга U ВИХ1. Ця напруга, ослаблене ланцюгом позитивного ОС в β разів, надходить на вхід підсилювача у вигляді напруги U BX2. Воно потім, в свою чергу, посилиться до напруги U вих2. Подібний процес буде протікати до тих пір, поки амплітуда вихідного коливання не досягне стаціонарного значення, при якому виконується умова балансу амплітуд.

стаціонарну амплітуду автоколивань генератора можна визначити за координатами точки перетину амплітудної характеристики підсилювача з лінією ОС (точка А на рис. 5, а). Точка А є точкою стійкої рівноваги, і при випадковому відхиленні амплітуди вихідної напруги від стаціонарного значення U СТ автогенератор завжди повертається в початковий стан. Припустимо, що амплітуда вихідної напруги U ВИХІД зменшилася відносно U СТ на величину ΔU ВИХІД. Це викличе зниження напруги ОС U ОС на значення ΔU ОС, що, відповідно до амплітудної характеристикою, в свою чергу, призведе до збільшення вихідної напруги U ВИХІД. При цьому вихідна напруга буде зростати до стаціонарного значення U СТ, а нестабільність напруги ОС ΔU ОС зменшиться до нуля і перейде в точку U ОССТ. Досліджуємо вплив значення коефіцієнта передачі ланцюга ПОС β на режим самозбудження автогенератора гармонійних коливань з типом амплітудної характеристики підсилювача, показаної на рис. 5, б. До речі зауважимо, що зміна значення коефіцієнта передачі ланцюга ПОС β в схемі рис. 3 можна здійснювати або регулюванням значення опору резистора R, або зміною коефіцієнта включення коливального контуру (неповним включенням контуру).

Якщо плавно збільшувати коефіцієнт передачі β (зменшувати нахил лінії β), то, починаючи з деякого критичного значення βкр, амплітуда стаціонарного коливання f / CT буде наростати (див. Рис. 5). Такий режим самозбудження генератора називають м'яким. Для його забезпечення амплітудна характеристика підсилювача повинна виходити з нуля і мати досить великий кут нахилу до осі абсцис на початку координат. М'який режим характерний тим, що підбором коефіцієнта передачі β можна встановити будь-яку, дуже невелику (близьку до рівня шумів), стаціонарну амплітуду вихідних коливань. У м'якому режимі самозбудження на виході генератора виникають коливання при появі на вході підсилювача малих рівнів шумових напруг.

Рис.5. М'який режим самозбудження автогенератора:

а - амплітудна характеристика і лінія зворотного зв'язку;

б - залежність амплітуди U від коефіцієнта передачі β

Жорсткий режим самозбудження. Інша картина процесів

спостерігається в процесах в автогенераторах, амплітудна характеристика підсилювача яких має S-подібну форму (рис. 6, а). Такий амплітудної характеристикою володіє підсилювач при розташуванні його робочої точки на нелінійному ділянці передавальної характеристики ОУ. Для самозбудження автогенераторів потрібно дуже сильна ПОС, і вихідні коливання виникають миттєво - стрибком. Різке ( «вибуховий») самозбудження автогенератора відбувається при значенні коефіцієнта передачі ланцюга ОС β \u003d β 1 коли лінія ОС (лінія 1 на рис. 6, а) стосується знизу амплітудної характеристики в точці 0. Генерація коливань зривається стрибком при значенні коефіцієнта передачі β, меншому β 2, коли лінія ОС (лінія 2) стає дотичній до випуклої частини амплітудної характеристики. На графіках рис.6, а точка А відображає стаціонарний режим роботи автогенератора, а точка С - режим нестійкої рівноваги. Такий стан пояснюють наступним чином: при амплітудах вихідних коливань автогенератора, що розташовуються на графіках нижче точки С, коливання затухають, а при амплітудах, що знаходяться вище точки С, - будуть наростати і досягнуть стаціонарної амплітуди в точці А.