Принцип работы RС-автогенератора

Подключение источника питания приводит к возникновению в цепи усилителя переходного процесса, в результате которого появляются коллекторный ток и напряжение между коллектором и общей точкой О, т. е. выходное напряжение (см. рис. 15.4). Оно содержит множество гармоник, но только для одной из них (обозначим ее со₀) сдвиг по фазе на выходе и входе фазовращателя составляет 180°. На частоте со₀ действует положительная обратная связь. Гармоника со₀, пройдя цепь ПОС, поступает на вход усилителя, усиливается им и опять (уже в усиленном виде) возвращается на базовый вход.

В начальной стадии коэффициент усиления К превышает степень ослабления цепи ОС (1/у), поэтому амплитуда колебаний на входе и выходе нарастает. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто соотношение баланса амплитуд. В соответствии с условием баланса амплитуд (15.2) ослабление сигнала, вносимое фазовращателем, в установившемся режиме должно полностью компенсироваться усилителем. Согласно сказанному в подпараграфе 15.5.1 для трехзвенного RС-фазовращателя (см. рис. 15.4) коэффициент передачи по напряжению у ~ 1/29 (сигнал ослабляется в 29 раз). Следовательно, коэффициент усиления усилительного каскада на частоте автоколебаний К > 29.

Величины R и С для трехзвенного фазовращателя, обеспечивающие требуемый фазовый сдвиг на частоте сэ₀, связаны с ю₀ соотношением [6].

Если частота автоколебаний задается в герцах (/" = со₀/(2л:)), то формула (15.9) принимает вид.

Таким образом, в А’С-автогенераторе синусоидальных колебаний (см. рис. 15.4) произведение RCобратно пропорционально заданной частоте синусоидальных колебаний /₀.

При построении ЯС-автогенераторов применяют также фазовращающие четырехполюсники вида, представленного на рис. 15.6.

Рис. 15.6. Вариант трехзвенного /?С-фазовращателя.

Здесь в продольных ветвях включены резисторы R, а в поперечных — конденсаторы С. Комплексный коэффициент передачи одного ненагруженного звена такого фазовращателя равен.

Модуль у₂ и аргумент а₂ комплекса (15.10) определяются следующими выражениями:

В цепи положительной обратной связи ЯС-автогснератора могут использоваться фазовращатели, содержащие более трех /С-звеньев (обычно 4—5). Например, четырехзвенный фазовращатель, состоящий из одинаковых /С-звеньев, вносит меньшее ослабление (затухание) синусоидального напряжения на частоте автоколебаний (по сравнению с трехзвенным), для него 1 /у примерно равно 18,4. Это позволяет уменьшить требуемый коэффициент усиления усилительного каскада.

С целью дальнейшего снижения затухания сигнала 1 /у применяют также /6'-структуры с неодинаковыми параметрами R и С в различных звеньях.

Такие / С-цеп и называются прогрессивными. Для прогрессивных йС-фазовращателей, состоящих из 4—5 звеньев, минимальное затухание может составлять 1 /у ~ 11.