Мягкий и жесткий режим работы АГ с внешней ОС.

 

В АГ с фиксированным смещением (отдельная батарея Е_см) возможны 2 режима работы:

- мягкий;

- жесткий.

В зависимости от выбора положения рабочей точки на ВАХ транзистора (на прямой проходной).

Мягкий режим.

Рабочая тока устанавливается на участке ВАХ с максимальной начальной крутизной, то есть S_нач максимально.

 

 

При такой установке с ростом U₁ средняя крутизна уменьшается.

 

 

Нанесем на этот график семейство линий S_{ср стац}=S_{ср стац}(Н_ос) при различных Н_ос (S_{ср стац}=const).

Построим зависимость амплитуды колебания в стационарном режиме от Н_ос.

 

 

Мягкий режим работы АГ характеризуется амплитудой стационарного колебания при плавном изменении Н_ос.

Начало и срыв колебания происходит при одном и том же Н_ос.

Плюсы:

- возбуждение колебаний происходит при наиболее благоприятных условиях (S_нач=max);

- плавность изменения амплитуды колебания начиная с Н_ос.

Минусы: низкий КПД.

 

 

 

Жесткий режим.

Рабочая точка устанавливается на нижнем сгибе ВАХ, то есть где крутизна меньше максимальной.

 

 

При таком выборе смещение сначала с увеличением U₁ крутизна увеличивается (так как колебание выходит на участок с большей крутизной), а затем крутизна будет уменьшаться.

Зависимость средней крутизны от U₁.

 

 

Нанесем на этот график семейство линий S_{ср стац}=const при различных Н_ос.

Условие возбуждения .

 

 

Жесткий режим работы характеризуется скачкообразным возникновением колебаний при плавном увеличении Н_ос и скачкообразным срывом колебаний при плавном уменьшении Н_ос.

Срыв колебаний происходит при меньшем значении Н_ос, чем в начальном колебании.

Заметим, что при Н_ос3 линия обратной связи пересекает кривую S_ср(U₁) в двух точках (а) и (б).

Допустим, в генераторе устанавливается стационарный режим, соответствующий точке (а). Сможет ли он существовать?

Если вдруг по какой-то причине амплитуда колебаний U_{1стац а} уменьшиться, то это повлечет уменьшение S_ср. Значит Н_U тоже уменьшиться. Это приведет к дальнейшему уменьшению U₁.

Если U_{1стац а} увеличится, то S_ср увеличится, а следовательно Н_U. Увеличится и U₂, что приведет к росту U₁ до точки (б)

Генератор не может работать в режиме (а).

Допустим, генератор работает в режиме, соответствующей точке (б). Если U_{1стац б} увеличится, то уменьшится S_ср, уменьшится Н_U, уменьшится U₂, что приведет к уменьшению U₁. Если U_{1стац б} уменьшается, то увеличится S_ср, увеличится Н_U, увеличится U₂, что приведет к росту U₁.

Плюсы: высокий КПД.

Минусы:

- возбуждение колебаний происходит не при самом благоприятном условии (S_нач<max);

- невозможно плавное изменение амплитуды колебания, начиная с нулевого уровня.

Преимущества мягкого и жесткого режимов можно объединить, если вместо фиксированного смещения применить автоматическое смещение.

Положение рабочей точки при автоматическом смещении зависит от амплитуды, прикладываемого к транзистору колебания.

Если амплитуда колебания генератора равна нулю (начало работы), то напряжение смещения Е_см≈0, по мере роста U₁ модульное значение Е_см также растет. В стационарном режиме, когда U_1стац постоянно, |Е_см| также постоянно.

Обычно характеристика транзистора такова, что при нулевом смещении крутизна ВАХ максимальна. Это означает, что возбуждение генератора с автоматическим смещением происходит при наиболее благоприятных условиях (как в мягком режиме).

В стационарном режиме при правильном выборе параметров Е_см соответствует нижнему сгибу ВАХ (как в жестком режиме).