Генератор с независимым возбуждением

 

В радиопередающих устройствах применяются многокаскадные генераторы, в которых используются отдельные каскады, работающие в режиме умножения частоты. При этом ослабляется воздействие мощных выходных каскадов на возбудитель, устраняется возможность самовозбуждения усилителей.

Все каскады, кроме входного, работают с внешним или независимым возбуждением и используются как усилители мощности основной гармоники, удвоители или утроители частоты (рис. 14.14).

Напряжение питания Е подается на сток полевого транзистора VT 1 через развязывающий дроссель L _др1. LC -контур подключен к стоку через разделительный конденсатор C 2. Через развязывающий дроссель L _др2 подается запирающее смещение на затвор полевого транзистора. В отличие от обычного усилительного режима класса А, оно выбирается равным (режим класса В)

или даже большим по величине (режим класса С), чем напряжение отсечки U _отс (рис. 14.15). Ток стока имеет импульсный характер. Его разложение в ряд Фурье содержит постоянную составля-ющую и «косинус-ные» слагаемые.

А.И. Бергом введено понятие угла отсечки q, под которым понимают половину времени, выраженную в «электрических» градусах, в течение которого ток протекает через нелинейный элемент. В приведенном на рис. 14.15 построении угол отсечки меньше 90°, т.е. в данном случае нелинейный элемент работает в режиме класса С.

Определим коэффициенты ряда Фурье – постоянную составляющую I ₀и амплитуды гармоник I_n, причем сразу пронормируем их по I_mах и назовем коэффициентами гармоник или коэффициентами Берга: . Коэффициенты постоянной составляющей a₀ и гармоник a _n периодического тока через нелинейный элемент являются функциями единственного аргумента – угла отсечки q. Введем еще один коэффициент, показывающий отношение величин первой гармоники I ₁и постоянной составляющей I ₀ в зависимости от угла отсечки q: g = = , который оказывает существенное влияние на выбор режима работы нелинейного элемента при усилении колебаний, умножении частоты и на ряд других нелинейных преобразований сигналов. Графики значений коэффициентов a_0, a_1, a_2, a₃ иg приведены на рис. 14.16.

Существует эмпирическая формула, которая подтверждается поведением кривых на рис. 14.16, в соответствии с которой максимальное содержание n- гармоникив импульсе тока i _C(t) имеет место при угле отсечки (его в этом случае принято называть оптимальным) q_опт = 120^о / n.

Для работы на основной частоте предпочтителен режим при угле отсечки q = 90 эл. град. (режим класса В), для удвоителя частоты – q = 60 эл. град. (режим класса С), для утроителя частоты – q = 40 эл. град. (режим класса С).