Возникновения генерации

Изучение фазовых траекторий дает возможность качественно оценить характер протекания процесса и выяснить возможность возникновения автоколебаний.

Автогенераторы выполняются на базе усилительных каска-дов, охваченных цепью положительной ОС. В 4.4 подробна исследовались цепи ОС, причем основное внимание уделялось цепям отрицательной стабилизирующей ОС. Для возникновения автоколебаний необходимо, чтобы в системе, работающей в режиме автоколебаний, выполнялись два условия: баланса фаз и баланса амплитуд. При построении генераторов синусоидальных колебаний необходимо в качестве нагрузки или в цепи по^ ложительной ОС иметь узкополосный элемент, который обеспечивает выполнение названных условий лишь в узкой частотной области.

Изучение фазовых траекторий дает возможность качественно оценить характер протекания процесса и выяснить возможность возникновения автоколебаний.

жет перейти в режим автогенератора. Автоколебательный процесс в ОУ наступает тогда, когда усиление по контуру ОС становится больше единицы и напряжение, подаваемое на вход по петле ОС, синфазно с входным сигналом. Это необходимое и достаточное условие для возникновения автоколебаний.

а) устойчивости точек равновесия; б) возможности возникновения автоколебаний в схеме; в) устойчивости возникающих автоколебаний и определения их амплитуды; г) влияния начальных условий на возникающие в цепи процессы.

10.80. На 10.38, а изображена схема генератора на транзисторе с емкостной обратной связью. (Э.д.с. смещения на рисунке не показана.) Схема замещения для исследования условий возникновения автоколебаний приведена .1 на 10.38, б. Воспользовав-

10.80. На 10.38, а изображена схема генератора на транзисторе с емкостной обратной связью. (Э.д.с. смещения на рисунке не показана.) Схема замещения для исследования условий возникновения автоколебаний приведена .1 на 10.38, б. Воспользовав-

Для возникновения автоколебаний должно выполняться условие возбуждения. Передаваемая от источника энергия при этом должна превышать потери в цепи. Малые отклонения (флуктуации), имеющиеся, например, в усилителе, всегда приводят к малым колебаниям в системе. Наличие положительной обратной связи

Частотная коррекция обычно осуществляется с помощью подключения-конденсаторов и резисторов к соответствующим зажимам ОУ. Назначение частотной коррекции — исключить возникновение автоколебаний выходного сигнала при охвате усилителя цепью отрицательной обратной связи (ООС). Условие возникновения автоколебаний — наличие коэффициента усиления по замкнутому контуру (петлевого усиления), превышающего единицу на такой частоте, на которой сдвиг фаз по замкнутому контуру равен 2kp (k=0; 1; 2; ...).

7. Является ли необходимым для возникновения автоколебаний наличие в электрической цепи нелинейного элемента с падающей характеристикой?

Причина возникновения автоколебаний кроется в том, что в самом ОУ и в цепях обратной связи имеются фазовые сдвиги, вследствие чего отрицательная обратная связь на некоторой частоте превращается в положительную. Цепи

Соотношение (4.8а) принято называть балансом амплитуд. Амплитуда сигнала на выходе устройства оказывается в К "раз больше, чем на входе. Но она ослабляется в и раз цепью обратной связи. Для возникновения генерации необходимо, чтобы

На частоте резонанса параллельный контур имеет очень большое сопротивление и не шунтирует вход ОУ. При этом глубина ПОС становится больше глубины ООС и в устройстве выполняются условия возникновения генерации (4.8). При отклонении частоты от /0 сопротивление контура уменьшается и приобретает реактивный характер, что приводит к уменьшению Ки усилителя (за счет снижения глубины ПОС, которая становится меньше глубины ООС) и появлению дополнительных фазовых сдвигов. Таким образом, генерация колебаний в устройстве ( 4.12) оказывается возможной лишь на частотах, весьма близких к /0.

Для возникновения генерации колебаний необходимо, чтобы напряжение ОС, подаваемое на вход генератора, непрерывно возрастало. Это возможно только тогда, когда усиление усилительного каскада больше ослабления, вносимого цепью ОС. Кроме того, должно выполняться условие баланса фаз. Последнее означает, что поскольку один каскад транзисторного усилителя вносит сдвиг фаз, равный 180°, то цепь ОС также должна вносить сдвиг фаз 180°, чтобы общий сдвиг фаз равнялся О" (или 360°).

Подставляя формулу (4-1) в выражение (4-2), получаем К0 с -»- с», что свидетельствует о наличии генерации, условие которой запишется так: К, (Y — Р) = 1. Известно, что для возникновения генерации должны быть выполнены условия баланса фаз и баланса амплитуд. Баланс фаз наступает в момент равновесия моста Вина, т. е. при 2Г,/?4= Z2R3 я УК ~^~ У& ~ ®' Заменяя Zt и Z2 их выражениями и полагая KI = R2 = R,

В однокаскадном и двухкаскадном усилителях с емкостной связью отрицательную обратную связь теоретически можно сколь угодно увеличивать, не опасаясь возникновения генерации за счет положительной обратной связи на краях частотного диапазона.

Так как из-за нелинейности амплитудной характеристики коэффициент усиления усилителя зависят от амплитуды входного (выходного) сигнала, обычно уменьшаясь с его ростом, то для возникновения генерации величину /Ср обычно делают несколько больше единицы. Тогда первоначально при включении- питания схемы возникает генерация с нарастающей амплитудой (/Ср>1), по мере роста крторой коэффициент усиления усилителя уменьшается и достигает значения, равного 1/р (т. е. ,"(р=1). В результате наступает генерация с такой постоянной амплитудой, при которой автоматически устанавливается баланс амплитуд. Все сказанное иллюстрируется 12.2, а, где приведена зависимость коэффициента усиления К от амплитуды входного сигнала. Если в этом усилителе постепенно увеличивать положительную обратную связь р, то горизонтальная прямая 1/р вначале пройдет выше кривой /С=/(мвх), а затем с ростом р будет опускаться и пересечет эту кривую. Пока

При низких температурах инжекционные лазеры на GaAs могут работать как в импульсном, так и в непрерывном режиме, а при комнатной температуре — только в импульсном режиме. Процесс возникновения генерации в лазере зависит от плотности тока инжекции /. При подаче на р-п переход прямого напряжения с ростом / возрастает разность между электронным и дырочным квазиуровнями Ферми <§Fn— <§Fp- Образующиеся при рекомбинации носителей фотоны имеют различную энергию и произвольное направление распространения. Среди фотонов есть и такие, которые распространяются в плоскости р-п перехода. Сталкиваясь с возбужденными электронами и отражаясь от зеркал резонатора, они вызывают вынужденное излучение (см. 5.28). Количество таких фото-

Быстродействие фотодиода. Быстродействие фотодиода определяется, с одной стороны, процессами разделения носителей, возникающих при поглощении излучения, полем р-п перехода, с другой стороны — емкостью р-п перехода. Разделение фотоносителей полем р-п перехода происходит после того, как соответствующий фотоноситель (дырка или электрон) из места возникновения (генерации) продиффун-дирует к р-п переходу. Время пролета носителей через р-п переход

В реальной системе, охваченной обратной связью, всегда имеются реактивные элементы, накапливающие энергию. Даже в усилителе на сопротивлениях имеются такие элементы (паразитные емкости схемы и электронных приборов, индуктивности проводов и т. д.). Реактивные элементы создают дополнительные фазовые сдвиги. Если на какой-либо частоте эти сдвиги дают в сумме дополнительный угол в 180°, то обратная связь из отрицательной превращается в положительную и создаются условия, при которых возникает паразитная генерация. Опасность возникновения генерации тем больше, чем больше величина I/CPI-

Отсюда находим ткр— критическое значение глубины модуляции емкости (на грани возникновения генерации):

Отсюда находим ткр — критическое значение глубины модуляции емкости (на грани возникновения генерации)