Реактансная схема RС-типа

April 23, 2010 by admin Комментировать »

Реактивности различного характера можно получить, ком­бинируя элементы ri и С1 (рис. 12.2). Для сравнения на рис. 12.2, а и в приведены упрощенные варианты схемы, изобра­женной на рис. 12.1, с соответствующими векторными диаграм­мами (рис. 12.2,б и г]. Схема на рис. 12.2,а имеет емкостную характеристику, и так как она подключена параллельно коле­бательному контуру автогенератора, то ее эквивалентная ем­кость добавляется к емкости колебательного контура. Таким образом, образуется результирующая колебательная система автогенератора, состоящая из указанных емкостей и индуктивности контура автогенератора. Небольшие паразитные емкости и индуктивности, имеющиеся в схеме, также оказывают влия­ние на частоту. Частота генератора определяется суммарными значениями индуктивности и емкости элементов параллельного резонансного контура L и С. Поэтому изменение величины ем­кости или индуктивности колебательного контура приводит к изменению частоты генерируемых колебаний. Частота колеба­ний определяется общеизвестной формулой

clip_image002 (12.1)

В схеме на рис. 12.2, а элементами, определяющими емкост­ную характеристику реактансной схемы, являются конденса­тор C1 и резистор R1, причем С1 включают между стоком транзистора, и затвором, a R1 — между затвором и землей. Таким об­разом, указанные два элемента реактансной схемы фактически присоединены параллельно колебательному контуру автогенера­тора. Следовательно, вырабатываемый автогенератором сигнал оказывается приложенным к цепи R1C1.

clip_image004

Рис. 12.2. Реактангные схемы RCuna.

Значения емкости С1 и сопротивления R1 выбираются таким образом, чтобы на частоте колебаний автогенератора емкостное реактивное сопротивление С1 было значительно выше сопротив­ления R1. При этом на колебательное напряжение автогенера­тора, воздействующее на эту цепь, основное влияние будет ока­зывать емкость. Следовательно, ток в этой цепи на частоте ко­лебаний автогенератора будет опережать напряжение Е0 на колебательном контуре автогенератора. Если вектор напряже­ния ЕС изобразить графически (рис. 12.2,6), то вектор тока IR1C1, протекающего через цепь R1 и C1, будет опережать век­тор E0 на 90°. Однако напряжение на R1 и ток через него изме­няются синфазно. Следовательно, напряжение E3 на затворе, равное падению напряжения на R1, также будет опережать на­пряжение E0 на 90°. Так как ток стока находится в фазе с на­пряжением на затворе, то вектор тока стока Iс совпадает по направлению с вектором Е3. Отсюда следует, что ток стока опе­режает напряжение генератора на 90°. Именно опережение то­ка стока обеспечивает емкостную характеристику реактансной схемы, присоединенной к контуру генератора. Эквивалентная емкость реактансной схемы Сэ зависит от крутизны gT полево­го транзистора и выражается формулой

Cэ = gTR1C1. (12.2)

где Сэ — эквивалентная емкость, Ф;

gT — крутизна характеристики транзистора, А/В;

Ri — сопротивление резистора, Ом;

С1 — емкость конденсатора в цепи обратной связи, Ф. На практике сопротивление резистора Ri выбирается таким образом, чтобы оно составляло приблизительно десятую часть реактивного сопротивления емкости Ci, благодаря чему обеспе­чивается емкостный характер цепи обратной связи. Если со­противление Ri равно десятой части емкостного сопротивле­ния С], то приведенную выше формулу можно записать в виде

clip_image006 (12.3)

где f — рабочая частота.

Формула (12.3) показывает, что эквивалентная емкость за­висит только от крутизны транзистора и рабочей частоты. Емкостное сопротивление Хс также связано с частотой и эквива­лентной емкостью:

clip_image008 (12.4)

Из закона Ома следует, что емкостное сопротивление связано с напряжением и током:

clip_image010 (12.5)

Из приведенного анализа видно, что изменение переменной со­ставляющей тока стока Iс полевого транзистора приводит к из­менению емкостного реактивного сопротивления и, следователь­но, эквивалентной емкости. Меняя амплитуду входного напря­жения, подаваемого на затвор, можно изменять ток стока. Ток стока можно увеличивать или уменьшать, подавая на затвор отрицательное или положительное напряжение смещения, и та­ким образом изменять величину емкости, моделирующей реак­тивное сопротивление. Входной сигнал может также содержать составляющую звукового сигнала, которая будет увеличивать и уменьшать ток стока в соответствующие полупериоды. Таким образом, частота генератора будет увеличиваться и уменьшать­ся в зависимости от частоты входного звукового сигнала. Такая система используется в передатчиках с ЧМ и в других устрой­ствах, где требуется частотная модуляция (гл. 6 и 15).

Предположим, что для получения сигнала с ЧМ использует­ся сигнал звуковой частоты. При подаче звукового сигнала большей амплитуды отклонение тока стока увеличивается и ток будет иметь величину выше и ниже среднего значения, опреде­ляемого смещением. Следовательно, частота сигналов генерато­ра будет изменяться в сторону больших и меньших значений от­носительно ее номинального значения (несущей частоты). Таким образом, когда реактансная схема находится под воздействием управляющего звукового сигнала, частота генератора изменяет­ся пропорционально частоте звукового сигнала, а величина де­виации частоты определяется амплитудой звукового сигнала, подаваемого на вход.

В схеме на рис. 12.2,0 характеристика реактансной схемы является индуктивной. Здесь резистор R1 и конденсатор С1 так­же образуют реактивную цепочку. Разделительный конденса­тор С2 служит для того, чтобы напряжение стока не подавалось на затвор. Этот конденсатор имеет большую емкость, так что его последовательное реактивное сопротивление достаточно ма­ло и обеспечивает хорошую связь на частоте сигнала между стоком и цепью обратной связи R1C1.

В этой схеме сопротивление резистора R1 выбирается при­мерно в 10 раз больше реактивного сопротивления конденсато­ра Cj. Поэтому сигнал от автогенератора, приложенный к этой цепи, вызовет протекание тока IR1C1. находящегося в фазе с на­пряжением (рис. 12.2, г). Поскольку входное напряжение на затвор подается с конденсатора C1, ток конденсатора IR1C1 опе­режает напряжение Е3 на конденсаторе на 90°. Но так как ток стока Iс совпадает по фазе с напряжением Е3 на затворе, то ток стока Iс отстает от напряжения Е0 генератора на 90°. Таким образом, вследствие запаздывания тока стока относительно Ео моделируемое реактансной схемой эквивалентное реактивное со­противление носит индуктивный характер. Величину эквива­лентной индуктивности можно рассчитать по формуле

clip_image012 (12.6)

где L3 — эквивалентная индуктивность, Г;

gT — крутизна характеристики транзистора, А/В;

f — рабочая частота.

Так же как и в схеме на рис. 12.2, а, величину реактивного сопротивления можно изменять путем подачи напряжения сме­щения между затвором и землей. Индуктивное сопротивление зависит от частоты и определяется формулой

XL = 6,28fL. (12.7)

В соответствии с законом Ома индуктивное сопротивление оп­ределяется следующим выражением:

clip_image014 (12.8)

Так же как и в схеме на рис. 12.2, а, величину реактивного сопротивления можно изменять, варьируя модулирующее на­пряжение на затворе. Таким образом, величина эквивалентной индуктивности, шунтирующей колебательный контур автогене­ратора, может изменяться при помощи входного сигнала.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты