где 1§фк=-fifs, ig((isn=-f/fa Расчеты показывают, что fs/fa. л;0,05-ь0,1.

С увеличением частоты уменьшается крутизна транзистора S и возрастает сдвиг фаз (запаздывание /к относительно <7б.э), причем на более низких частотах преимущественное влияние оказывает шунтирующее действие Сд во входной цепи. При f-fs крутизна транзистора S~S%lV2 и сдвиг фаз ф8~фк=-45°. В таких условиях нельзя вести расчет генератора по статическим характеристикам прибора, это возможно только при f<i (0,3-=-0,5)/s= = (0,015-0,05)!fa Транзистор же работает достаточно эффективно, примерно до /=f а .

На рис. 4.57а приведены зависимости фк, фбп и фв от частоты f, а на рис. 4.576 показана (заштрихована) та часть рабочих частот,

в которой инерционными свойствами транзистора можно пренебречь. Как видим, в большей части диапазона рабочих частот транзистора при анализе генератора необходимо учитывать инерционные свойства прибора.

В автогенераторах стремятся иметь частоту генерируемых колебаний со близкой к резонансной частоте контура соо, ибо при этом достигается наибольшая стабильность частоты. При фк=ф8=0 из (4.109) получаем ф2=0 и со = соо. Если же величина ф значительна, то при фк = 0 в стационарном режиме ф2=-щ, т. е. coicoo.

Для предотвращения этого в транзисторных автогенераторах используют схемы с фазовой компенсацией, в которых в цепь обратной связи вводят такие элементы, чтобы в стационарном режиме фк4-ф8=0, а потому и фг=0. Схема генератора такого типа показана на рис. 4.58а. При введении фазирующей емкости Сф в потенциометре, состоящем из Сф и входного сопротивления транзистора Zex, происходит поворот фазы на величину фк, равную

Рис. 4.57

-о г о-

ф =агс1§(1/е)Сф/?вх), если Zbx=bi- На рис. 4.586 построена векторная диаграмма такого автогенератора для оптимального случая полной компенсации фазовых сдвигов, когда фк=-(ps-

4.9. ГЕНЕРИРОВАНИЕ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИИ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В радиолокационных устройствах, многоканальных системах связи, вычислительных, измерительных и других устройствах и приборах широко используются генераторы, вырабатывающие несинусоидальные колебания. В каждом конкретном случае требуются колебания определенной формы. Так, в осциллографах и телевизорах для осуществления развертки необходимо иметь генератор пилообразного напряжения или тока, в разнообразных импульсных устройствах I- генераторы, вырабатывающие импульсы прямоугольной, треугольной или какой-либо иной формы.

Резко несинусоидальные колебания, характеризующиеся разрывом функции или ее производной, называются релаксационными, а создающие их устройства - генераторами релаксационных колебаний. Релаксационные колебания могут быть получены как в схемах, аналогичных используемым для генерирования почти гармонических колебаний (при определенном выборе параметров последних), так и в многочисленных специальных схемах релаксационных генераторов. Последние создаются преимущественно на полупроводниковых приборах.

Определим условия получения релаксационных колебаний в генераторе рис. 4.16. Преобразуем (4.153), обозначив

2аэ = -2аэ li=d(--1) :

u-hnf-u~l)u+u = 0. (4.250);

Заменяя в (4.250) переменную и на x=uYy/\2aa\, получим уравнение Ван-дер-Поля

x-bfx(x2-l)x-bx=0. (4.251)

При ц=0 (4.251) описывает колебание в контуре без потерь х-{-х=0, имеющее, как известно, гармонический характер. Чем больше параметр р., тем сильнее колебание, определяемое (4.251), должно отличаться от гармонического. Плавным увеличением ц. можно осуществить переход от синусоидальных колебаний к резко несинусоидальным. На фазовой плоскости последним соответст-. вуют предельные циклы, форма которых резко отличается от окружностей или эллипсов.

МУЛЬТИВИБРАТОРЫ

Мультивибраторами называются релаксационные генераторы, состоящие из двухкаскадных резистивных усилителей, выход которых соединен со входом. В результате образуется замкнутая цепь

с положительной обратной связью. На рис. 4.59 приведена схема мультивибратора, состоящая из двух однотипных транзисторных усилителей с общим эмиттером.

(4.252)

Рис. 4.59

Мультивибратор называется симметричным, если транзисторы Ti и Тг и сходные элементы схемы каждого усилителя одинаковые, т. е.

RkI=Rk2~Rk, R6l=R62 = R6, Ci = C2 = C,

и несимметричным, если какое-либо из этих условий не выполняется. Можно ожидать, что рассматриваемый далее симметричный мультивибратор будет находиться в таком состоянии равновесия, при котором напряжения и токи в соответствующих элементах каждого усилителя окажутся одинаковыми:

к 1,2=-£к + 1к 1,2/?к 1,2, U6l,2 --£6-fi6l,2 -Re 1,2.

к 1,2 =- с 2.1+ 6 2,1-

Полярность напряжений Uc соответствует указанной на рис. 4.59. Однако такое состояние равновесия является неустойчивым. Действительно, если ток Iki транзистора Г, несколько увеличится (например, из-за действия флуктуации), возрастет падение напряжения на Rji, что вызовет повышение потенциала коллектора (точка Ki); потенциалы эмиттеров транзисторов считаем нулевыми. Конденсатор С2 начнет разряжаться по цепи: Рбг. источник б. транзистор Ti. Разрядный ток 1раз2 протекает во внешней цепи конденсатора С2 в указанном на рисунке направлении.

Напряжение на конденсаторе С2 мгновенно измениться не может, поэтому возрастание потенциала точки Ki вызовет такое же увеличение потенциала U52 на базе транзистора Т2. Последнее приведет к уменьшению токов t62 и te. а также к понижению потенциала Ык2.

Напряжение Uk2 окажется большим суммы Wci + 6i, в результате чего начнется заряд конденсатора Cj током гзарь протекающим от +Ек через промежуток эмиттер-база открытого транзи-