2.2 ऑटोजेनरेटर स्व-उत्तेजना मोड

प्रवर्धक तत्व के इलेक्ट्रोड को आपूर्ति की गई निरंतर आपूर्ति वोल्टेज के मूल्यों और गुणांक K ओएस के आधार पर, दो स्व-उत्तेजना मोड संभव हैं: नरम और कठोर।

1. शीतल स्व-उत्तेजना मोड।

इस मोड में, प्रवर्धक तत्व की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता के रैखिक खंड पर ऑपरेटिंग बिंदु ए का चयन किया जाता है, जो आउटपुट करंट आई आउट (चित्र संख्या 2) को काटे बिना प्रवर्धक तत्व के प्रारंभिक ऑपरेटिंग मोड को सुनिश्चित करता है।

चावल। नंबर 2. नरम आत्म-उत्तेजना मोड का आरेख।

इन स्थितियों के तहत, इनपुट वोल्टेज यूइन में सबसे महत्वहीन परिवर्तनों से आत्म-उत्तेजना उत्पन्न होती है, जो चार्ज वाहक के उतार-चढ़ाव के कारण हमेशा वास्तविक परिस्थितियों में मौजूद होती है।

सबसे पहले, ऑटोजेनरेटर में दोलन अपेक्षाकृत तेज़ी से बढ़ते हैं। फिर, प्रवर्धक तत्व की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता की गैर-रैखिकता के कारण, दोलन आयाम की वृद्धि धीमी हो जाती है, क्योंकि इसके इनपुट पर वोल्टेज तेजी से कम स्थैतिक ढलान के साथ वर्तमान-वोल्टेज विशेषता के वर्गों पर पड़ता है, और यह औसत ढलान एस एवीजी और रिवर्स सर्किट संचार के ट्रांसमिशन गुणांक के ओएस में कमी आती है।

दोलनों में वृद्धि तब तक होती है जब तक संचरण गुणांक K घटकर एकता तक नहीं आ जाता। परिणामस्वरूप, स्व-ऑसिलेटर में एक स्थिर मोड स्थापित होता है, जो आउटपुट दोलनों के एक निश्चित आयाम से मेल खाता है, और आउटपुट करंट का कटऑफ कोण 0>90 0 है। इन दोलनों की आवृत्ति दोलन प्रणाली की गुंजयमान आवृत्ति के बहुत करीब है।

यदि प्रवर्धक तत्व में एक रैखिक वर्तमान-वोल्टेज विशेषता होती, तो स्व-दोलन का आयाम अनंत तक बढ़ जाता, जो शारीरिक रूप से असंभव है। इसलिए, एक रैखिक सर्किट में एक स्थिर आयाम के साथ स्थिर आत्म-दोलन प्राप्त करना असंभव है।

वर्तमान-वोल्टेज विशेषता की गैर-रैखिकता के कारण, प्रवर्धक तत्व से आउटपुट वर्तमान का आकार गैर-साइनसॉइडल है। हालाँकि, दोलन प्रणाली के पर्याप्त उच्च गुणवत्ता कारक (50...200) के साथ, इस धारा का पहला हार्मोनिक और, परिणामस्वरूप, स्व-जनरेटर के आउटपुट पर वोल्टेज लगभग हार्मोनिक दोलन हैं।

2. कठिन आत्म-उत्तेजना मोड।

इस मोड में, बायस वोल्टेज यू 0 सेट किया जाता है ताकि इनपुट वोल्टेज के छोटे आयामों पर, करंट प्रवर्धक तत्व से न गुजरे। तब सर्किट में उत्पन्न होने वाले मामूली दोलन आउटपुट सर्किट में करंट का कारण नहीं बन सकते हैं, और स्व-ऑसिलेटर का स्व-उत्तेजना नहीं होता है। दोलन तभी होते हैं जब उनका प्रारंभिक आयाम पर्याप्त रूप से बड़ा होता है, जिसे हमेशा सुनिश्चित नहीं किया जा सकता है। कठोर स्व-उत्तेजना मोड में दोलनों की घटना और वृद्धि की प्रक्रिया को चित्र संख्या 3 का उपयोग करके चित्रित किया गया है।

चित्र संख्या 3. कठोर स्व-उत्तेजना आरेख

इस आंकड़े की जांच से यह स्पष्ट है कि इनपुट वोल्टेज (वक्र 1) के छोटे प्रारंभिक आयामों पर, वर्तमान i = 0 है और स्व-दोलन नहीं होते हैं। वे केवल पर्याप्त रूप से बड़े प्रारंभिक वोल्टेज आयाम (वक्र 2) पर उत्पन्न होते हैं और तेजी से एक स्थिर-अवस्था मान तक बढ़ते हैं। स्थिर मोड में, प्रवर्धक तत्व 0 के आउटपुट करंट कटऑफ कोण पर काम करता है<90 0 .

ऑटोजेनरेटर के संचालन में आसानी के लिए, नरम स्व-उत्तेजना मोड का उपयोग करना अधिक उचित है, क्योंकि इस मोड में बिजली स्रोत चालू करने के तुरंत बाद दोलन होते हैं। हालाँकि, 0 के कटऑफ कोण के साथ कठोर दोलन मोड में<90 0 обеспечиваются более высокий КПД автогенератора и меньшие тепловые потери. Поэтому в стационарном режиме автогенератора более выгоден именно режим с малыми углами отсечки выходного тока усилительного тока усилительного элемента.

स्वचालित ऑफसेट. इसका उपयोग सेल्फ-ऑसिलेटर के लिए शुरुआती स्विच ऑन करने पर सॉफ्ट सेल्फ-उत्तेजना मोड में काम करना संभव बनाता है, जिसके बाद हार्ड सेल्फ-उत्तेजना मोड में स्वचालित संक्रमण होता है। यह ऑटोजेनरेटर में एक विशेष स्वचालित बायस सर्किट का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

चित्र संख्या 4ए द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर वीटी पर आधारित एक स्व-ऑसिलेटर का सरलीकृत सर्किट आरेख दिखाता है, जिसका भार ऑसिलेटरी सर्किट L2C2 है। कॉइल L1 पर एक सकारात्मक फीडबैक वोल्टेज बनाया जाता है और इसे ट्रांजिस्टर के आधार और उत्सर्जक के बीच लगाया जाता है। ट्रांजिस्टर के आधार पर प्रारंभिक बायस वोल्टेज6 ऑटो-बायस सर्किट R1C1 द्वारा चालू किए गए स्रोत द्वारा बनाया जाता है।

दोलनों की घटना और वृद्धि की प्रक्रिया को चित्र संख्या 4 बी का उपयोग करके चित्रित किया गया है। जनरेटर चालू करने के बाद पहले क्षण में, अर्थात्। दोलनों की उपस्थिति के समय, ऑपरेटिंग बिंदु ए ट्रांजिस्टर की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता की अधिकतम स्थिरता के क्षेत्र में स्थित है। इसके कारण, नरम स्व-उत्तेजना मोड की स्थितियों में दोलन आसानी से होते हैं। जैसे-जैसे आयाम बढ़ता है, बेस करंट बढ़ता है, जिसका स्थिर घटक प्रतिरोधक R1 पर एक वोल्टेज ड्रॉप U सेमी बनाता है (इस करंट का प्रत्यावर्ती घटक कैपेसिटर C1 से होकर गुजरता है)। चूंकि वोल्टेज यू सेमी को आधार और उत्सर्जक के बीच नकारात्मक ध्रुवता में लगाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आधार यू 0 - यू सेमी पर प्रत्यक्ष वोल्टेज कम हो जाता है, जिसके कारण ऑपरेटिंग बिंदु ट्रांजिस्टर विशेषता के साथ नीचे की ओर स्थानांतरित हो जाता है और स्व-ऑसिलेटर को संचालन में बदल देता है। कलेक्टर करंट के छोटे कटऑफ कोणों के साथ मोड, जबकि कलेक्टर करंट i k और बेस i b में एक पल्स अनुक्रम का रूप होता है, और आउटपुट U आउट पर वोल्टेज, कलेक्टर करंट के पहले हार्मोनिक द्वारा निर्मित, एक साइनसॉइडल दोलन होता है स्थिर आयाम.

इस प्रकार, स्व-थरथरानवाला में स्वचालित पूर्वाग्रह सर्किट आर 1 सी 1 स्व-उत्तेजना प्रक्रिया के नियामक के रूप में कार्य करता है और शुरू में छोटे कट-ऑफ कोणों के साथ अधिक अनुकूल मोड में बाद के संक्रमण के साथ नरम स्व-उत्तेजना के लिए स्थितियां प्रदान करता है।

3. एलसी ऑसिलेटर्स के मूल सर्किट

3.1 ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हुए स्व-ऑसिलेटर के एकल-सर्किट सर्किट

आधुनिक दूरसंचार सिग्नल ट्रांसमिशन उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले कम-शक्ति वाले स्व-ऑसिलेटर आमतौर पर ट्रांजिस्टर से बने होते हैं, जिनमें इलेक्ट्रॉन ट्यूबों की तुलना में अधिक दक्षता, स्थायित्व, विश्वसनीयता और कॉम्पैक्टनेस होती है।

एक एम्पलीफायर द्वारा मुआवजा दिया गया। हार्मोनिक दोलनों को उत्तेजित करने के लिए, यह आवश्यक है कि चरण संतुलन की स्थिति और आयाम संतुलन की स्थिति केवल एक (निर्दिष्ट) आवृत्ति पर संतुष्ट हो। इसलिए, एक साइनसॉइडल दोलन जनरेटर में एम्पलीफायर के लाभ या फीडबैक सर्किट के ट्रांसमिशन गुणांक की आवृत्ति-चयनात्मक प्रकृति को सुनिश्चित करना आवश्यक है। विकास एवं स्थापना की प्रक्रिया...

K50-35 को कम से कम 16 V के वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। कैपेसिटर K10-17 का भी उपयोग किया जाएगा। उनकी त्रुटि ±20% से अधिक नहीं होनी चाहिए। लोचदार तरंगों के उपयोग पर आधारित फिजियोथेरेप्यूटिक उपकरण एक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर का उपयोग करता है। यह 66000 हर्ट्ज तक की आवृत्तियों पर काम करता है। इस संबंध में, ट्रांसफार्मर में टोरॉयडल कोर का उपयोग करना आवश्यक है। इससे उत्पाद का आकार छोटा हो जाएगा. के लिए...

एक कनेक्शन, जिसकी क्रिया को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि एम्पलीफायर के इनपुट को एक सिग्नल की आपूर्ति की जाती है जिसका आयाम मूल सिग्नल के आयाम से कम नहीं है और शून्य के बराबर चरण बदलाव के साथ है। चावल। 1. एक सकारात्मक फीडबैक एम्पलीफायर के आधार पर जनरेटर के निर्माण का सिद्धांत। एक स्व-ऑसिलेटर के बंद सर्किट के आत्म-उत्तेजना के लिए एक आवश्यक और पर्याप्त शर्त फीडबैक सर्किट के आउटपुट वोल्टेज की समानता है...

प्रवर्धक तत्व के इलेक्ट्रोड को आपूर्ति की गई निरंतर आपूर्ति वोल्टेज के मूल्यों और गुणांक K ओएस के आधार पर, दो स्व-उत्तेजना मोड संभव हैं: नरम और कठोर।

1. शीतल स्व-उत्तेजना मोड।

इस मोड में, प्रवर्धक तत्व की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता के रैखिक खंड पर ऑपरेटिंग बिंदु ए का चयन किया जाता है, जो आउटपुट करंट आई आउट (चित्र संख्या 2) को काटे बिना प्रवर्धक तत्व के प्रारंभिक ऑपरेटिंग मोड को सुनिश्चित करता है।

चावल। नंबर 2. नरम आत्म-उत्तेजना मोड का आरेख।

इन स्थितियों के तहत, इनपुट वोल्टेज यूइन में सबसे महत्वहीन परिवर्तनों से आत्म-उत्तेजना उत्पन्न होती है, जो चार्ज वाहक के उतार-चढ़ाव के कारण हमेशा वास्तविक परिस्थितियों में मौजूद होती है।

सबसे पहले, ऑटोजेनरेटर में दोलन अपेक्षाकृत तेज़ी से बढ़ते हैं। फिर, प्रवर्धक तत्व की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता की गैर-रैखिकता के कारण, दोलन आयाम की वृद्धि धीमी हो जाती है, क्योंकि इसके इनपुट पर वोल्टेज तेजी से कम स्थैतिक ढलान के साथ वर्तमान-वोल्टेज विशेषता के वर्गों पर पड़ता है, और यह औसत ढलान एस एवीजी और रिवर्स सर्किट संचार के ट्रांसमिशन गुणांक के ओएस में कमी आती है।

दोलनों में वृद्धि तब तक होती है जब तक संचरण गुणांक K घटकर एकता तक नहीं आ जाता। परिणामस्वरूप, स्व-ऑसिलेटर में एक स्थिर मोड स्थापित होता है, जो आउटपुट दोलनों के एक निश्चित आयाम से मेल खाता है, और आउटपुट करंट का कटऑफ कोण 0>90 0 है। इन दोलनों की आवृत्ति दोलन प्रणाली की गुंजयमान आवृत्ति के बहुत करीब है।

यदि प्रवर्धक तत्व में एक रैखिक वर्तमान-वोल्टेज विशेषता होती, तो स्व-दोलन का आयाम अनंत तक बढ़ जाता, जो शारीरिक रूप से असंभव है। इसलिए, एक रैखिक सर्किट में एक स्थिर आयाम के साथ स्थिर आत्म-दोलन प्राप्त करना असंभव है।

वर्तमान-वोल्टेज विशेषता की गैर-रैखिकता के कारण, प्रवर्धक तत्व से आउटपुट वर्तमान का आकार गैर-साइनसॉइडल है। हालाँकि, दोलन प्रणाली के पर्याप्त उच्च गुणवत्ता कारक (50...200) के साथ, इस धारा का पहला हार्मोनिक और, परिणामस्वरूप, स्व-जनरेटर के आउटपुट पर वोल्टेज लगभग हार्मोनिक दोलन हैं।

2. कठिन आत्म-उत्तेजना मोड।

इस मोड में, बायस वोल्टेज यू 0 सेट किया जाता है ताकि इनपुट वोल्टेज के छोटे आयामों पर, करंट प्रवर्धक तत्व से न गुजरे। तब सर्किट में उत्पन्न होने वाले मामूली दोलन आउटपुट सर्किट में करंट का कारण नहीं बन सकते हैं, और स्व-ऑसिलेटर का स्व-उत्तेजना नहीं होता है। दोलन तभी होते हैं जब उनका प्रारंभिक आयाम पर्याप्त रूप से बड़ा होता है, जिसे हमेशा सुनिश्चित नहीं किया जा सकता है। कठोर स्व-उत्तेजना मोड में दोलनों की घटना और वृद्धि की प्रक्रिया को चित्र संख्या 3 का उपयोग करके चित्रित किया गया है।

चित्र संख्या 3. कठोर स्व-उत्तेजना आरेख

इस आंकड़े की जांच से यह स्पष्ट है कि इनपुट वोल्टेज (वक्र 1) के छोटे प्रारंभिक आयामों पर, वर्तमान i = 0 है और स्व-दोलन नहीं होते हैं। वे केवल पर्याप्त रूप से बड़े प्रारंभिक वोल्टेज आयाम (वक्र 2) पर उत्पन्न होते हैं और तेजी से एक स्थिर-अवस्था मान तक बढ़ते हैं। स्थिर मोड में, प्रवर्धक तत्व 0 के आउटपुट करंट कटऑफ कोण पर काम करता है<90 0 .

ऑटोजेनरेटर के संचालन में आसानी के लिए, नरम स्व-उत्तेजना मोड का उपयोग करना अधिक उचित है, क्योंकि इस मोड में बिजली स्रोत चालू करने के तुरंत बाद दोलन होते हैं। हालाँकि, 0 के कटऑफ कोण के साथ कठोर दोलन मोड में<90 0 обеспечиваются более высокий КПД автогенератора и меньшие тепловые потери. Поэтому в стационарном режиме автогенератора более выгоден именно режим с малыми углами отсечки выходного тока усилительного тока усилительного элемента.

स्वचालित ऑफसेट. इसका उपयोग सेल्फ-ऑसिलेटर के लिए शुरुआती स्विच ऑन करने पर सॉफ्ट सेल्फ-उत्तेजना मोड में काम करना संभव बनाता है, जिसके बाद हार्ड सेल्फ-उत्तेजना मोड में स्वचालित संक्रमण होता है। यह ऑटोजेनरेटर में एक विशेष स्वचालित बायस सर्किट का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

चित्र संख्या 4ए द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर वीटी पर आधारित एक स्व-ऑसिलेटर का सरलीकृत सर्किट आरेख दिखाता है, जिसका भार ऑसिलेटरी सर्किट L2C2 है। कॉइल L1 पर एक सकारात्मक फीडबैक वोल्टेज बनाया जाता है और इसे ट्रांजिस्टर के आधार और उत्सर्जक के बीच लगाया जाता है। ट्रांजिस्टर के आधार पर प्रारंभिक बायस वोल्टेज6 ऑटो-बायस सर्किट R1C1 द्वारा चालू किए गए स्रोत द्वारा बनाया जाता है।

दोलनों की घटना और वृद्धि की प्रक्रिया को चित्र संख्या 4 बी का उपयोग करके चित्रित किया गया है। जनरेटर चालू करने के बाद पहले क्षण में, अर्थात्। दोलनों की उपस्थिति के समय, ऑपरेटिंग बिंदु ए ट्रांजिस्टर की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता की अधिकतम स्थिरता के क्षेत्र में स्थित है। इसके कारण, नरम स्व-उत्तेजना मोड की स्थितियों में दोलन आसानी से होते हैं। जैसे-जैसे आयाम बढ़ता है, बेस करंट बढ़ता है, जिसका स्थिर घटक प्रतिरोधक R1 पर एक वोल्टेज ड्रॉप U सेमी बनाता है (इस करंट का प्रत्यावर्ती घटक कैपेसिटर C1 से होकर गुजरता है)। चूंकि वोल्टेज यू सेमी को आधार और उत्सर्जक के बीच नकारात्मक ध्रुवता में लगाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आधार यू 0 - यू सेमी पर प्रत्यक्ष वोल्टेज कम हो जाता है, जिसके कारण ऑपरेटिंग बिंदु ट्रांजिस्टर विशेषता के साथ नीचे की ओर स्थानांतरित हो जाता है और स्व-ऑसिलेटर को संचालन में बदल देता है। कलेक्टर धारा के छोटे कटऑफ कोणों के साथ मोड, जबकि धारा कलेक्टर आई के और बेस आई बी में दालों के अनुक्रम का रूप होता है, और आउटपुट यू आउट पर वोल्टेज, कलेक्टर वर्तमान के पहले हार्मोनिक द्वारा निर्मित, एक साइनसोइडल दोलन है एक स्थिर आयाम.

इस प्रकार, स्व-थरथरानवाला में स्वचालित पूर्वाग्रह सर्किट आर 1 सी 1 स्व-उत्तेजना प्रक्रिया के नियामक के रूप में कार्य करता है और शुरू में छोटे कट-ऑफ कोणों के साथ अधिक अनुकूल मोड में बाद के संक्रमण के साथ नरम स्व-उत्तेजना के लिए स्थितियां प्रदान करता है।

स्व-उत्तेजना मोड, जिसमें शक्ति स्रोत को चालू करने के बाद, दोलन धीरे-धीरे बढ़ते हैं, नरम स्व-उत्तेजना कहलाते हैं; यदि दोलनों को उत्तेजित करने के लिए किसी अतिरिक्त प्रभाव की आवश्यकता होती है, तो इस मोड को हार्ड कहा जाता है।

चावल। 13.2. नरम स्व-उत्तेजना मोड के दौरान ढलान में परिवर्तन

उच्च ट्रांसकंडक्टेंस वाले ट्रांजिस्टर की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता के अनुभाग में पूर्वाग्रह वोल्टेज का उचित चयन करके नरम स्व-उत्तेजना मोड का कार्यान्वयन प्राप्त किया जा सकता है।

यह मोड निम्न रूप की निर्भरता S=f(U mb) से मेल खाता है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 13.2.

उसी चित्र में. एक सीधी रेखा खींची गई
. ग्राफ़ के प्रतिच्छेदन बिंदु के लिए, आयाम संतुलन समीकरण संतुष्ट है और दोलन का स्थिर-अवस्था आयाम बराबर है
. सॉफ्ट मोड में, स्थिर मोड स्थिर होता है, जबकि बाकी मोड अस्थिर होता है। इसलिए, स्व-थरथरानवाला का स्व-उत्तेजना होता है।

हार्ड मोड की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि ट्रांजिस्टर इनपुट पर छोटे उतार-चढ़ाव स्व-ऑसिलेटर के आत्म-उत्तेजना का कारण नहीं बन सकते हैं; स्व-उत्तेजना केवल बड़े प्रारंभिक वोल्टेज आयाम के साथ ही संभव है। यह मोड यूई पर एक अवरुद्ध पूर्वाग्रह वोल्टेज लागू करके कार्यान्वित किया जाता है, जिस पर इनपुट वोल्टेज के छोटे आयाम यूई के आउटपुट सर्किट में करंट का कारण नहीं बन सकते हैं।

इस मोड की विशेषता निम्नलिखित निर्भरता S=f(U mb) है, जो चित्र में दिखाया गया है। 13.3.

चावल। 13.3. कठिन आत्म-उत्तेजना मोड के दौरान ढलान में परिवर्तन

दोलन आयाम के अनुरूप मोड
, स्थिर है, और आयाम के अनुरूप मोड है
, अस्थिर.

13.3. समतुल्य तीन-बिंदु थरथरानवाला सर्किट

कॉन्फ़िगरेशन में सबसे सरल स्व-जनरेटर तीन-बिंदु सर्किट के अनुसार संचालित होने वाले स्व-जनरेटर हैं। ऐसे स्व-ऑसिलेटर में, ट्रांजिस्टर अपने तीन टर्मिनलों के साथ तीन प्रतिक्रियाशील तत्वों से युक्त ऑसिलेटरी सर्किट के तीन बिंदुओं से जुड़ा होता है।

एक सामान्यीकृत तीन-बिंदु थरथरानवाला सर्किट चित्र में दिखाया गया है। 13.4.

चावल। 13.4. स्व-थरथरानवाला का सामान्यीकृत समतुल्य सर्किट

स्व-दोलन घटित होने के लिए यह आवश्यक है कि:

इस पर निर्भर करते हुए कि सर्किट में कौन से प्रतिक्रियाशील तत्व मात्रात्मक रूप से प्रबल होते हैं, स्व-ऑसिलेटर को प्रतिष्ठित किया जाता है, जो आगमनात्मक (चित्र 13.5) और कैपेसिटिव (चित्र 13.6) तीन-बिंदु सर्किट के अनुसार निर्मित होते हैं।

आगमनात्मक तीन-बिंदु:

चावल। 13.5. आगमनात्मक तीन-बिंदु

,
,
.

कैपेसिटिव तीन-बिंदु:

चावल। 13.6. कैपेसिटिव तीन-बिंदु

- उत्पन्न दोलनों की आवृत्ति।

,
,
.

तीन-बिंदु सर्किट तत्वों के माध्यम से प्रतिक्रिया गुणांक:

.

आगमनात्मक तीन-बिंदु के लिए:
.

कैपेसिटिव थ्री-पॉइंट के लिए:
.

ताली योजना

संशोधित तीन-बिंदु कैपेसिटिव सर्किट में, उच्च आवृत्ति स्थिरता प्राप्त की जाती है (चित्र 13.7)।

चावल। 13.7. ताली योजना

कैपेसिटर सी 3 की शुरूआत सर्किट में ट्रांजिस्टर के समावेशन कारक को कम कर देती है, जिससे स्व-ऑसिलेटर की आवृत्ति पर इसके मापदंडों का अस्थिर प्रभाव कम हो जाता है।

, कहाँ
.

सभी सर्किट में, सर्किट आंशिक रूप से ट्रांजिस्टर के कलेक्टर सर्किट से जुड़ा होता है।

कलेक्टर सर्किट में सर्किट को शामिल करने का गुणांक:

समतुल्य कलेक्टर सर्किट प्रतिरोध:
.

प्रवर्धक तत्व के इलेक्ट्रोड को आपूर्ति की गई निरंतर आपूर्ति वोल्टेज के मूल्यों और गुणांक K ओएस के आधार पर, दो स्व-उत्तेजना मोड संभव हैं: नरम और कठोर।

1. शीतल स्व-उत्तेजना मोड।

इस मोड में, प्रवर्धक तत्व की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता के रैखिक खंड पर ऑपरेटिंग बिंदु ए का चयन किया जाता है, जो आउटपुट करंट आई आउट (चित्र संख्या 2) को काटे बिना प्रवर्धक तत्व के प्रारंभिक ऑपरेटिंग मोड को सुनिश्चित करता है।

चावल। नंबर 2. नरम आत्म-उत्तेजना मोड का आरेख।

इन स्थितियों के तहत, इनपुट वोल्टेज यूइन में सबसे महत्वहीन परिवर्तनों से आत्म-उत्तेजना उत्पन्न होती है, जो चार्ज वाहक के उतार-चढ़ाव के कारण हमेशा वास्तविक परिस्थितियों में मौजूद होती है।

सबसे पहले, ऑटोजेनरेटर में दोलन अपेक्षाकृत तेज़ी से बढ़ते हैं। फिर, प्रवर्धक तत्व की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता की गैर-रैखिकता के कारण, दोलन आयाम की वृद्धि धीमी हो जाती है, क्योंकि इसके इनपुट पर वोल्टेज तेजी से कम स्थैतिक ढलान के साथ वर्तमान-वोल्टेज विशेषता के वर्गों पर पड़ता है, और यह औसत ढलान एस एवीजी और रिवर्स सर्किट संचार के ट्रांसमिशन गुणांक के ओएस में कमी आती है।

दोलनों में वृद्धि तब तक होती है जब तक संचरण गुणांक K घटकर एकता तक नहीं आ जाता। परिणामस्वरूप, स्व-ऑसिलेटर में एक स्थिर मोड स्थापित होता है, जो आउटपुट दोलनों के एक निश्चित आयाम से मेल खाता है, और आउटपुट करंट का कटऑफ कोण 0>90 0 है। इन दोलनों की आवृत्ति दोलन प्रणाली की गुंजयमान आवृत्ति के बहुत करीब है।

यदि प्रवर्धक तत्व में एक रैखिक वर्तमान-वोल्टेज विशेषता होती, तो स्व-दोलन का आयाम अनंत तक बढ़ जाता, जो शारीरिक रूप से असंभव है। इसलिए, एक रैखिक सर्किट में एक स्थिर आयाम के साथ स्थिर आत्म-दोलन प्राप्त करना असंभव है।

वर्तमान-वोल्टेज विशेषता की गैर-रैखिकता के कारण, प्रवर्धक तत्व से आउटपुट वर्तमान का आकार गैर-साइनसॉइडल है। हालाँकि, दोलन प्रणाली के पर्याप्त उच्च गुणवत्ता कारक (50...200) के साथ, इस धारा का पहला हार्मोनिक और, परिणामस्वरूप, स्व-जनरेटर के आउटपुट पर वोल्टेज लगभग हार्मोनिक दोलन हैं।

2. कठिन आत्म-उत्तेजना मोड।

इस मोड में, बायस वोल्टेज यू 0 सेट किया जाता है ताकि इनपुट वोल्टेज के छोटे आयामों पर, करंट प्रवर्धक तत्व से न गुजरे। तब सर्किट में उत्पन्न होने वाले मामूली दोलन आउटपुट सर्किट में करंट का कारण नहीं बन सकते हैं, और स्व-ऑसिलेटर का स्व-उत्तेजना नहीं होता है। दोलन तभी होते हैं जब उनका प्रारंभिक आयाम पर्याप्त रूप से बड़ा होता है, जिसे हमेशा सुनिश्चित नहीं किया जा सकता है। कठोर स्व-उत्तेजना मोड में दोलनों की घटना और वृद्धि की प्रक्रिया को चित्र संख्या 3 का उपयोग करके चित्रित किया गया है।

चित्र संख्या 3. कठोर स्व-उत्तेजना आरेख

इस आंकड़े की जांच से यह स्पष्ट है कि इनपुट वोल्टेज (वक्र 1) के छोटे प्रारंभिक आयामों पर, वर्तमान i = 0 है और स्व-दोलन नहीं होते हैं। वे केवल पर्याप्त रूप से बड़े प्रारंभिक वोल्टेज आयाम (वक्र 2) पर उत्पन्न होते हैं और तेजी से एक स्थिर-अवस्था मान तक बढ़ते हैं। स्थिर मोड में, प्रवर्धक तत्व 0 के आउटपुट करंट कटऑफ कोण पर काम करता है<90 0 .

ऑटोजेनरेटर के संचालन में आसानी के लिए, नरम स्व-उत्तेजना मोड का उपयोग करना अधिक उचित है, क्योंकि इस मोड में बिजली स्रोत चालू करने के तुरंत बाद दोलन होते हैं। हालाँकि, 0 के कटऑफ कोण के साथ कठोर दोलन मोड में<90 0 обеспечиваются более высокий КПД автогенератора и меньшие тепловые потери. Поэтому в стационарном режиме автогенератора более выгоден именно режим с малыми углами отсечки выходного тока усилительного тока усилительного элемента.

स्वचालित ऑफसेट. इसका उपयोग सेल्फ-ऑसिलेटर के लिए शुरुआती स्विच ऑन करने पर सॉफ्ट सेल्फ-उत्तेजना मोड में काम करना संभव बनाता है, जिसके बाद हार्ड सेल्फ-उत्तेजना मोड में स्वचालित संक्रमण होता है। यह ऑटोजेनरेटर में एक विशेष स्वचालित बायस सर्किट का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

चित्र संख्या 4ए द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर वीटी पर आधारित एक स्व-ऑसिलेटर का सरलीकृत सर्किट आरेख दिखाता है, जिसका भार ऑसिलेटरी सर्किट L2C2 है। कॉइल L1 पर एक सकारात्मक फीडबैक वोल्टेज बनाया जाता है और इसे ट्रांजिस्टर के आधार और उत्सर्जक के बीच लगाया जाता है। ट्रांजिस्टर के आधार पर प्रारंभिक बायस वोल्टेज6 ऑटो-बायस सर्किट R1C1 द्वारा चालू किए गए स्रोत द्वारा बनाया जाता है।

दोलनों की घटना और वृद्धि की प्रक्रिया को चित्र संख्या 4 बी का उपयोग करके चित्रित किया गया है। जनरेटर चालू करने के बाद पहले क्षण में, अर्थात्। दोलनों की उपस्थिति के समय, ऑपरेटिंग बिंदु ए ट्रांजिस्टर की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता की अधिकतम स्थिरता के क्षेत्र में स्थित है। इसके कारण, नरम स्व-उत्तेजना मोड की स्थितियों में दोलन आसानी से होते हैं। जैसे-जैसे आयाम बढ़ता है, बेस करंट बढ़ता है, जिसका स्थिर घटक प्रतिरोधक R1 पर एक वोल्टेज ड्रॉप U सेमी बनाता है (इस करंट का प्रत्यावर्ती घटक कैपेसिटर C1 से होकर गुजरता है)। चूंकि वोल्टेज यू सेमी को आधार और उत्सर्जक के बीच नकारात्मक ध्रुवता में लगाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आधार यू 0 - यू सेमी पर प्रत्यक्ष वोल्टेज कम हो जाता है, जिसके कारण ऑपरेटिंग बिंदु ट्रांजिस्टर विशेषता के साथ नीचे की ओर स्थानांतरित हो जाता है और स्व-ऑसिलेटर को संचालन में बदल देता है। कलेक्टर धारा के छोटे कटऑफ कोणों के साथ मोड, जबकि धारा कलेक्टर आई के और बेस आई बी में दालों के अनुक्रम का रूप होता है, और आउटपुट यू आउट पर वोल्टेज, कलेक्टर वर्तमान के पहले हार्मोनिक द्वारा निर्मित, एक साइनसोइडल दोलन है एक स्थिर आयाम.

इस प्रकार, स्व-थरथरानवाला में स्वचालित पूर्वाग्रह सर्किट आर 1 सी 1 स्व-उत्तेजना प्रक्रिया के नियामक के रूप में कार्य करता है और शुरू में छोटे कट-ऑफ कोणों के साथ अधिक अनुकूल मोड में बाद के संक्रमण के साथ नरम स्व-उत्तेजना के लिए स्थितियां प्रदान करता है।

सॉफ्ट मोड को ऑटोजेनरेटर चालू होने पर स्थिर मोड की बिना शर्त तेजी से स्थापना की विशेषता है।

हार्ड मोड में दोलन स्थापित करने के लिए अतिरिक्त शर्तों की आवश्यकता होती है: या तो एक बड़ा फीडबैक गुणांक या अतिरिक्त बाहरी प्रभाव (पंपिंग)।

सॉफ्ट मोड वाले एजी में, ऑपरेटिंग बिंदु की स्थिति विकासशील दोलनों पर निर्भर नहीं करती है। सर्वोत्तम उत्तेजना के लिए, यह वांछनीय है कि सक्रिय तत्व का संचालन बिंदु डीपीसी के रैखिक खंड के मध्य में हो, यानी अधिकतम लाभ के बिंदु पर (चित्र 10)।

हार्ड उत्तेजना मोड वाले एजी में, ऑपरेटिंग बिंदु को निचले नॉनलाइनर सेक्शन (कटऑफ के करीब) के क्षेत्र में सेट किया जाता है ताकि पीढ़ी की अनुपस्थिति में करंट शून्य के करीब हो। कम लाभ के कारण, प्रारंभिक दोलन विकसित नहीं हो सकते हैं (चित्र 11)।

उत्तेजना मोड की गुणवत्ता का विश्लेषण करने के लिए, एजी की तथाकथित ऑसिलेटरी विशेषताओं का उपयोग किया जाता है: एजी सर्किट खुला होने पर इनपुट वोल्टेज के आयाम पर एम्पलीफायर (या लाभ) के आउटपुट वोल्टेज के आयाम की निर्भरता , और उद्घाटन किसी भी सुविधाजनक बिंदु पर किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, जैसा कि चित्र 12 में दिखाया गया है।

नरम आत्म-उत्तेजना मोड को मूल पर अधिकतम स्थिरता के साथ लगातार अवतल वक्र की विशेषता होती है। दोलन विशेषता के निर्देशांक में फीडबैक सर्किट को फीडबैक लाइन (एफएलओ) कहा जाता है। चूंकि निर्देशांक में फीडबैक लाइन के समीकरण का रूप होता है, और

निर्देशांक में, वीओसी एब्सिस अक्ष के समानांतर एक रेखा है।

आयाम संतुलन समीकरण के अनुसार, वीओसी के साथ गैर-रेखीय दोलन विशेषता के प्रतिच्छेदन का बिंदु, स्थिर आयाम निर्धारित करता है और।

चित्र में. चित्र 13 नरम आत्म-उत्तेजना और कई वीओसी के साथ एजी की एक विशिष्ट प्रकार की दोलन विशेषता को दर्शाता है।>

चित्र 13 से यह स्पष्ट है कि जब दोलन विशेषता और वीओसी में दो प्रतिच्छेदन बिंदु होते हैं के बारे मेंऔर एम, और टी। के बारे मेंअस्थिर है और एम- स्थिर।

दरअसल, आइए उस मामले पर विचार करें जिसमें स्थिर पीढ़ी होती है (चित्र 14)।

मान लीजिए कि जब एजी चालू होता है, तो किसी समय, आउटपुट पर आयाम वाला एक वोल्टेज दिखाई देता है। यह दोलन एक फीडबैक सर्किट के माध्यम से आयाम के साथ इनपुट तक प्रेषित होता है। बदले में, वोल्टेज आउटपुट पर वोल्टेज का कारण बनेगा (चित्र 14 में तीर देखें), आदि। तब हम ऑसिलेटरी विशेषता से वीओसी, वीओसी से ऑसिलेटरी विशेषता आदि में संक्रमण कर सकते हैं, जब तक कि हम अंततः बिंदु तक नहीं पहुंच जाते। एम. इस प्रकार के ग्राफ़ को लैमरे आरेख कहा जाता है। यह आरेख दिखाता है कि एजी चालू होने पर कोई भी, चाहे कितना भी छोटा क्यों न हो, गड़बड़ी इसे स्थिर स्थिति में ले जाती है, जो बिंदु एम द्वारा निर्धारित होती है। चित्र में। 15 से पता चलता है कि जब आयाम बदलता है तो टी. एम स्थिर होता है।

चित्र का उपयोग करके समान आरेख देखे जा सकते हैं। 13, बी.

नरम मोड के साथ एजी में स्थिर आयाम के मूल्य को बदलने के लिए, फीडबैक गुणांक के मूल्य को बदलने के लिए पर्याप्त है। जब बढ़ रहा है ओएस के लिएशून्य से, मान तक स्व-दोलन नहीं होते हैं ओएस के लिएमूल्य तक नहीं पहुंचेगा ओएस के लिए,सीआर =1/ के(0), कहाँ के(0)पर लाभ है, यानी, जब एजी उत्साहित है। और आगे बढ़ाने के ओएस के लिएवृद्धि की ओर ले जाता है (चित्र 16 देखें)। घटाना ओएस के लिएवृद्धि के समान ही परिवर्तन होता है। आप एजी के आउटपुट सर्किट में सिग्नल आयाम के लिए एक समान ग्राफ बना सकते हैं।

एजी के आत्म-उत्तेजना के कठिन मोड को एक या कई विभक्ति बिंदुओं के साथ अवतल-उत्तल दोलन विशेषता की विशेषता है और, तदनुसार, दो से अधिक चौराहे बिंदु (छवि 17)।

इस प्रकार की विशेषता एजी के लिए विशिष्ट है जिनके प्रवर्धक तत्व का संचालन बिंदु प्रवाह विशेषता के निचले मोड़ पर स्थित है। यह दिखाना आसान है कि इस मामले में बिंदु O और M स्थिर हैं, और बिंदु N अस्थिर है। जब तक आउटपुट पर आयाम कम है, स्व-दोलन नहीं बढ़ेंगे (आरेख देखें, चित्र 18)

किसी दिए गए K ओएस पर जनरेटर को राज्य M में स्थानांतरित करने के लिए, AG को एक अतिरिक्त सिग्नल (इनपुट या आउटपुट पक्ष से) के साथ सक्रिय करना आवश्यक है, जिसे उत्तेजना या पंप सिग्नल कहा जाता है। इस मामले में, पंप सिग्नल का परिमाण बिंदु एन द्वारा निर्धारित मूल्य से अधिक होना चाहिए। इस मामले में, फीडबैक सर्किट के माध्यम से पंप सिग्नल जनरेटर को एक स्थिर स्थिति एम में ले जाएगा (चित्र 19 देखें)।

ऐसे एजी को उत्तेजित करने के लिए, अतिरिक्त पंपिंग का उपयोग करना संभव नहीं है, बल्कि इतनी मजबूत प्रतिक्रिया स्थापित करना संभव है कि जनरेटर स्वयं-उत्साहित हो; इस मामले में शर्त पूरी होनी चाहिए। यह देखते हुए कि इस मामले में K(0) काफी छोटा है, स्थिति को केवल बहुत गहरी प्रतिक्रिया से ही पूरा किया जा सकता है। यह तथ्य चित्र में दर्शाया गया है। 20.

जबकि, स्व-दोलन का आयाम शून्य है। जब जनरेटर में

आयाम के साथ दोलन स्थापित किये जायेंगे। और आगे बढ़ाने के ओएस के लिएआयाम में सहज कमी आएगी। अगर हम अब कम करते हैं ओएस के लिए, तो एम्पलीफायर के इनपुट पक्ष से दोलनों का आयाम धीरे-धीरे कम हो जाएगा जब तक कि फीडबैक गुणांक उस मूल्य तक नहीं पहुंच जाता जिस पर वीओसी दोलन विशेषता के उत्तल भाग को छूता है। स्थिर दोलनों का आयाम बराबर होगा। और कमी ओएस के लिएआत्म-दोलन में व्यवधान पैदा करेगा। इस प्रकार, एक कठोर दोलन विशेषता वाले एजी में इससे कम आयाम के साथ दोलन स्थापित करना असंभव है। एजी आउटपुट सिग्नल के आयाम के लिए भी इसी तरह का तर्क दिया जा सकता है, लेकिन चूंकि इनपुट और आउटपुट आयाम के बीच एक स्पष्ट संबंध है, इसलिए ऐसा करने की आवश्यकता नहीं है।

नरम स्व-उत्तेजना मोड का लाभ एजी को आवश्यक स्थिर मोड में लाने में आसानी है। प्रत्यक्ष धारा घटक के बड़े मूल्य के कारण नुकसान कम दक्षता है। हार्ड मोड वाले एजी में, लाभ एजी रेस्ट मोड में डायरेक्ट करंट (या इसके छोटे मूल्य) की अनुपस्थिति है।

इनपुट सर्किट में स्वचालित बायस सर्किट का उपयोग करके, दोनों प्रकार के उत्तेजना के लाभों का संयोजन प्राप्त करना संभव है: स्टार्टअप के समय, ऑपरेटिंग बिंदु अधिकतम ढलान के बिंदु पर होता है (रैखिक अनुभाग के मध्य में) , और बढ़ते आयाम के साथ, इनपुट पी-एन-संक्रमण और स्वचालित विस्थापन श्रृंखला के सुधार गुणों के कारण ऑपरेटिंग बिंदु कटऑफ की ओर स्थानांतरित हो जाता है। ऐसे एजी के एक योजनाबद्ध आरेख का एक उदाहरण चित्र में दिखाया गया है। 21.

प्रतिरोध आरबी पर एक निरंतर वोल्टेज जारी किया जाता है, जो इनपुट को आपूर्ति किए गए दोलन के आयाम के समानुपाती होता है। चित्र में. चित्र 22 एजी के स्थिर अवस्था में संक्रमण की एक तस्वीर दिखाता है।

स्थिर-अवस्था मोड को 90 0 के कटऑफ कोण के साथ ट्रांजिस्टर के संचालन की विशेषता है। एम्पलीफायर के ऑसिलेटरी सर्किट के लिए धन्यवाद, आउटपुट पर हार्मोनिक स्व-दोलन विकसित होते हैं।