Процесс установления колебаний

В исходном состоянии, когда схема отключена от источника питания, конденсатор С не заряжен, ток в индуктивности L не протекает, в LC-контуре нулевые начальные условия.

При подключении усилителя к источнику питания открывается базаэмиттериый переход, возникает эмиттерный, а следовательно, и коллекторный ток (поначалу совсем небольшой), в первые мгновения устремляющийся через незаряженный конденсатор С и способствующий его заряду, т. е. росту напряжения на конденсаторе. Поскольку u_c = u_L = L~^, то появляется ток в катушке индуктивности. В 1C-контуре (цепь второго порядка) возникает переходный процесс, имеющий колебательный характер (ввиду малых резистивных потерь) с частотой, близкой к резонансной со₀ = 1/VZC.

С появлением переменного тока в индуктивности L начинает действовать положительная обратная связь (ПОС). Действительно, на зажимах катушки L_{ наводится напряжение взаимной индукции, которое при заданных на рис. 15.2 положительных направлениях равно

Если учесть, что на частоте со₀ = 1 /~[ТС потенциал точки А близок к потенциалу точки О, то напряжение взаимной индукции и_м можно считать приложенным между базой и общей точкой О, т. е. на вход усилительного блока. Причем оно находится в фазе с напряжением на контуре u_K = u_L = и_с, а значит, в противофазе с потенциалом коллектора (относительно точки О), т. е. с выходным напряжением. Это означает, что цепь ОС дает фазовый сдвиг i = 180°.

Напомним, что у электронного усилителя сдвиг по фазе между выходным и входным напряжениями (снимаемым с коллектора и подаваемым на базовый вход) ф = 180°. Тогда суммарный фазовый сдвиг всей петли ОС равен ф + ф = 360°. Таким образом, необходимое условие для получения положительной обратной связи здесь выполнено.

Воздействие, поданное по петле ПОС (в виде напряжения взаимной индукции) на вход усилителя, приведет к увеличению амплитуды колебаний как коллекторного тока, так и напряжения на контуре, а следовательно, и на выходе. А это, в свою очередь, вызовет дальнейший рост амплитуды колебаний, подаваемых на базовый вход, и т. д. Однако этот процесс не может продолжаться неограниченно.

При достижении амплитудой колебаний определенной величины все больше начинают проявляться нелинейные свойства электронного усилителя, а именно: снижается коэффициент передачи по напряжению К. Согласно уравнению баланса амплитуд (15.2), когда К падает до величины 1 /у, рост амплитуды колебаний прекращается, процесс устанавливается.