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变压器反馈振荡的平衡条件 (1) 变压器 起振条件和平衡条件的一般表示在刚接通电源时,电路中存在各种电扰动,如接通电源瞬间引起的电流突变,电路中的热噪声等等,这些扰动均...
变压器反馈振荡的平衡条件
(1)变压器起振条件和平衡条件的一般表示在刚接通电源时,电路中存在各种电扰动,如接通电源瞬间引起的电流突变,电路中的热噪声等等,这些扰动均具有很宽的频语。如果选殿网络是由LC并联谐振回路组成,其谐振频率为a,而振荡器的振荡频率为a”,二者近很相等。只有角频率近似为-的分量才能通过反馈产生较大的反馈电压。如果在处,与原输入电压立,同相,并且具有更大的振幅,则经过线性放大和反馈的不断循环,振高电压振幅就会不断增大。在起振过程中,直流电源补充的能量大于整个环路消耗的能量。
振荡幅值的增长过程不可能无止境地延续下去,因为放大器的线性范围是有限的。随着振幅的增大,放大器逐渐由放大区进入饱和区或截止区,工作于非线性的甲乙类状态,其增签逐渐下降。当放大器增益下降面导致环路增益下降到1时,振幅的增长过程将停止,振荡器达到平衡,进人等幅振荡状态。振荡器进入平衡状态以后,直流电源补充的能量刚好抵消整个环路消耗的能量。
所以,变压器反馈振荡器的平衡条件为
T(im_)=i=1(3.1.5)或振幅平衡条件T(c)=1(3.1.6a)
相位平衡条件 9(okc)=2nx(n=0,1,2?)(3.1.6b)
变压器反馈振荡的平衡条件
(2)起振条件和平衡条件的实际分析作为反馈型振荡器,既要满足起振条件,又要满足平衡条件。为此,根据振幅的起振条件和平衡条件,电源接通后,环路增益的振幅T(oc)必须具有随振荡电压振幅V,增大而下降的特性,如图3.1.4所示。由于一般放大器的增益特性曲线均具有如图3.1.4所示的形状,所以这一条件很容易满足,只要保证起振时环路增益幅值大于1即可。而环路增益的相位g。(oc)则必须维持在2nx上,保证为正反馈。严格说来,振荡电压由小到大的建立过程中,由于管子特性的非线性,振荡频率是有变化的。不过,这种变化很小,可忽略。这样,起振时,T(oc)>1,V迅速增长,而后T(oe)下降,V的增长速度变慢,直到T(o-)=1时,V.停止增长,振荡器进入平衡状态,在相应的平衡振幅Vx上维持等幅振荡。图3.1.5给出了振荡建立过程的波形。
例如,在图3.1.3所示变压器耦合反馈型振荡电路中,由于共发放大器的反相放大作用(V。与反相),因此,要保证V,与V同相,满足相位平衡条件,就必须要求v,与v。
反相。为此,变压器的一、二次绕组必须有正确的绕向,如图中所标注的同名端所示。
为了获得图3.1.4所示的特性,环路中必须包含非线性环节。在大多数振荡电路中,这个非线性环节由主网络放大器的非线性放大特性实现。例如,图3.1.3所示电路中,当电源刚接通时,V;较小,因而,放大器工作在小信号线性放大状态,其增益较大,相应的Tawc)为大于1的水平线。当V增大到一定数值后,放大器进入大信号工作状态。正如前面指出的,由于放大特性的非线性;放大器的增益将随V,增大而减小,相应地,T(o)也就随V;增大而下降,符合图3.1.4所示的特性。
(3)振荡频率的确定振荡器的振荡频率与谐振回路的谐振频率近似相等,确切地讲,振荡频率需要由相位平衡条件确定。