и здесь имеется предел, ограниченный допустимым минимумом напряжения Ия т-ш = Еа - UKlm на аноде лампы (см. рис. 3.1, б).

Во избежание сильного искажения кривой анодного тока минимум анодного напряжения не должен быть меньше максимального значения напряжения между сеткой и катодом лампы. В противном случае заметная часть электронов, эмиттируемых катодом, воспринимается сеткой и в результате на участке максимума в кривой анодного тока появляется седловина. Такой режим называют перенапряженным.

В перенапряженном режиме сильно возрастает спектр высших гармонических тока, циркулирующих внутри колебательного контура, в связи с чем этого режима стремятся избегать.

Поскольку Uа min == Ea - UKm, то максимально допустимое значение напряжения UKmRon на контуре, при котором седловина еще не возникает (критический режим), может быть доведено до 0,8-0,9 от напряжения питания Еа лампы.

Ограничение в необходимых пределах максимального значения напряжения на контуре

=/аД (3-Й)

достигается выбором параметров контура, определяющих его эквивалентное сопротивление R3.

Когда контур не передает мощности нагрузке и собственные потери мощности в нем учитываются с помощью активного сопротивления R (которое считают включенным последовательно с одной из реактивных ветвей контура), его эквивалентное сопротивление выражается равенством [19]

я = = т^-- (ЗЛ2>

При передаче контуром также полезной мощности нагрузке, включенной в цепь генератора параллельно контуру через трансформатор (см. рис. 3.1, а), результирующее активное сопротивление контура [20]

<ЗЛЗ)

где гх - активное сопротивление первичной обмотки трансформатора;

ra - сопротивление вторичной обмотки, приведенное к числу

витков первичной обмотки; М - коэффициент взаимоиндукции между первичной и вторичной обмотками. Подставляя значение R из (3.13) в знаменатель равенства (3.12), получаем

Яэ =-{af. - (3-14>

Из (3.14) следует, что желательное значение R3 может быть получено соответствующим выбором L или М трансформатора либо путем выбора нагрузочного сопротивления /? .

Отношение величины a>0L к R определяет основной параметр колебательного контура - добротность:

<? = г- (3.15)

Этот параметр по физическому смыслу определяет отношение мощности, циркулирующей в контуре, к активной мощности, передаваемой им во внешнюю цепь, включая мощность, теряемую непосредственно в контуре:

Q = jr= р (3-16)

Чем выше добротность контура, тем устойчивее режим колебаний и ближе к синусоиде кривые выходного тока и напряжения.

Необходимой стабильности у генераторов средней и большой мощности удается добиться, если добротность Q контура лежит в пределах не ниже чем 15-25.

Вычисляя по формуле (3.10) к. п. д. генератора при максимально достигаемом коэффициенте использования напряжения = 0,8-0,9 и х = 1.5-1,7, получаем, что в однотактной схеме (см. рис. 3.1, а) он может достигать значений 0,6-0,7 (без учета потерь в цепи .возбуждения). При этом мощность, теряемая в генераторной лампе, составляет примерно 0,3-0,4 от полезной мощности, отдаваемой генератором в нагрузочную цепь.

§ 3.3. АВТОГЕНЕРАТОРЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Основное отличие автогенераторов от генераторов с независимым возбуждением заключается, как уже указывалось, в том, что *у автогенераторов отсутствует внешняя цепь возбуждения, и режим генерации поддерживается сигналом, поступающим на вход автогенератора через цепь обратной связи с его выхода.

Общая структурная схема автогенератора приведена на рис. 3.3. ней выделены два основных звена: усилительное, представленное четырехполюсником с коэффициентом усиления К, и звено обратной связи, представленное четырехполюсником с коэффициентом передачи напряжения уол.

Комплексные коэффициенты К и уос зависят от параметров элементов, входящих в рассматриваемые звенья (четырехполюсники).

Критериями выбора параметров этих звеньев являются: I) обеспечение условий возникновения процесса самовозбуждения (после подачи напряжения питания) из тех ничтожно малых

♦

Тог

внутренних флюктуации, которые имеются в любом электрическом элементе и любой цепи;

2) получение в установившемся режиме автоколебаний требующейся амплитуды и частоты;

3) достижение благоприятного энергетического режима, характеризуемого отдачей автогенератором требующейся выходной мощности, при достаточно высоком к. п. д.

Так как условия, удовлетворяющие последнему требованию, остаются такими же, что и у генератора с независимым возбуждением, то повторно они не рассматриваются.

Основной предпосылкой к самовозбуждению^ автогенератора и переходу его в режим установившихся колебаний служит положительная обратная связь, характеризуемая совпадением фазы напряжения на выходе звена обратной связи и входе усилителя (когда

ij £ -1-а6вых петля обратной связи не замкнута). Чр rj-J-0 При действии такой связи ма-

лые флюктуационные колебания после включения напряжения питания усиливаются звеном К и пе-Рис. 3.3. Структурная схема авто- редаются звеном обратной свя-генератора, выполненного со звеном зи вновь на вход усилителя. При обратной связи каждом обходе по замкнутому

контуру, содержащему усилитель и звено ОС (контуру, который может быть назван петлей обратной связи), сигнал на входе и выходе усилительного звена прогрессивно

возрастает (при Ку0.с > 1). Такой рост продолжается до тех пор, пока переходный процесс (процесс самовозбуждения) не завершается установившимся режимом.

Переход к установившемуся режиму обусловлен постепенным уменьшением коэффициента усиления в связи с ослаблением наклона (крутизны) усилительной характеристики при росте сигнала, что характерно для всех видов усилителей.

Процесс самовозбуждения и переход к установившемуся режиму может быть графически проиллюстрирован, если воспользоваться передаточной характеристикой, приведенной на рис. 3- 4, а, относящейся к разомкнутой петле обратной связи. Такая характеристика представляет собой зависимость выходного напряжения разомкнутой петли обратной связи от входного сигнала, вводимого в данном режиме от внешнего источника напряжения.

Если звено обратной связи содержит только активные сопротивления, когда коэффициент передачи уол звена ОС является величиной постоянной (частотно-независимой), то передаточная характеристика петли ОС отличается от динамической усилительной характеристики звена К только масштабом величины на оси ординат. Это значит, что UBbIZ может рассматриваться и как выходное