В. Днищенко - 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями

Поскольку первый из них убывает, а второй нарастает, результирующая скорость роста напряжения U б-эзамедляется. Тем не менее, в точке 2 это напряжение достигает критического значения U б-э= 0,521 В, что соответствует началу самовозбуждения каскада.

В контуре возникают высокочастотные колебания (рис. 5.11, д ), амплитуда которых нарастает в соответствие с выражением (5.7). Здесь уже уместно сделать первый полезный для практики вывод.

Если после открывания транзистора зарядный и разрядные токи конденсатора С 4сравняются прежде, чем напряжение U б-эдостигнет U кр(в нашем случае 521 мВ), то самовозбуждение каскада не произойдет и сверхрегенератор работать не будет. Скорость уменьшения тока разряда конденсатора определяется постоянной времени τ р= R 3 C 4и величиной исходного напряжения на конденсаторе U co.

Скорость же нарастания зарядного тока через открывающийся транзистор определяется крутизной транзистора в исходной рабочей точке S и, что в свою очередь зависит от соотношения сопротивлений резисторов R 1, R 2и R 3и параметра h 21этранзистора. Напряжение U б-э, соответствующее S и, при желании можно измерить, преднамеренно устранив условия самовозбуждения в каскаде, например временным отключением конденсатора обратной связи С 6. Как видно, резистор R 3влияет и на τ р, и на S и, что усложняет процедуру настройки.

На практике целесообразно выбрать величину R 3, исходя из требуемого значения частоты суперизации, а затем подстройкой R 1получить прерывистую генерацию. Для полноты картины следует отметить, что величиной R, можно в небольших пределах управлять и частотой суперизации. Действительно, чем больше напряжение U R2, тем больше напряжение U co, до которого зарядится конденсатор С 4, а значит и больше будет время его разряда, определяющее период суперизации.

Вернемся к процессам, происходящим в схеме. Часть напряжения, возникшего на контуре, в виде сигнала обратной связи U ocначинает суммироваться с медленно меняющимся напряжением на участке «база-эмиттер». Результирующее напряжение теперь представляет собой алгебраическую сумму трех напряжений (рис. 5.11, б ) и описывается выражением:

U б-э= U R2— ( U c+ U ос).

Коллекторный ток в результате начинает изменяться по синусоидальному закону (интервал 2–3 на рис. 5.11, в ). Поскольку транзистор при этом работает в режиме класса А, постоянная составляющая коллекторного тока на этом участке практически не меняется (рис. 5.11, г ). Суммарное напряжение U б-эна этом интервале тек же содержит синусоидальную составляющую, нарастающую во времени. В момент времени, соответствующий точке 3 на графиках, происходит существенное изменение режима. Суммарное напряжение U б-эначинает «цеплять» линию U б-э= 450 мВ (рис. 5.11, б ), соответствующую запирающему напряжению транзистора.

Коллекторный ток теперь протекает только в те части периода высокочастотного напряжения, в течение которых напряжение U б-эпревышает уровень в 450 мВ (интервал 3–5 на рис. 5.11, в ). Именно этот факт является одним из необходимых условий существования режима прерывистой генерации в каскаде и, как следствие, возможности усиления принимаемых колебаний. Посмотрим на процессы, происходящие на интервале 3–5, внимательнее.

С одной стороны короткие импульсы коллекторного тока и являются теми «толчками», которые раскачивают колебания в контуре. Другими словами, первая гармоника этих импульсов обеспечивает формирование на контуре нарастающего гармонического напряжения. Пропорционально растет и напряжение обратной связи, прикладываемое к базе транзистора. Это, в свою очередь, вызывает дальнейший рост амплитуды коллекторных импульсов и напряжения на контуре.

С другой стороны постоянная составляющая импульсов (рис. 5.11, г ) обеспечивает заряд конденсатора С 4, напряжение с которого уменьшает результирующую разность U R2— U c(рис. 5.11, б ). В итоге уменьшается угол отсечки импульсов коллекторного тока, что должно препятствовать росту напряжения на контуре. Результат зависит от того, что больше: скорость нарастания амплитуды напряжения обратной связи, являющегося частью напряжения на контуре, или скорость нарастания напряжения на конденсаторе U c.

В интервале 3–4 соотношение роста амплитуды импульсов коллекторного тока и уменьшения их угла отсечки таково, что и первая гармоника, и постоянная составляющая I к0этих импульсов растут. Последняя обеспечивает увеличение напряжения на конденсаторе U с, более того, увеличивается и скорость роста этого напряжения, что хорошо видно на графике (рис. 5.11, а ). Это (через уменьшение угла отсечки) приводит к уменьшению скорости роста напряжения на контуре, но до точки 4 она еще превышает скорость роста U c.

Выполнение этого условия принципиально необходимо для нарастания амплитуды вспышки. Для его обеспечения в реальной схеме необходимо помнить, что U осявляется частью напряжения на контуре U к, и скорость его нарастания можно регулировать двумя способами: коэффициентом затухания δ через параметры, в него входящие (формула 5.7), и изменением коэффициента обратной связи, определяющимся соотношением реактивных сопротивлений конденсатора обратной связи С 6и дросселя Др1. Уменьшать скорость нарастания U cможно, в частности, увеличением емкости С 4.

В точке 4 рост амплитуды импульсов коллекторного тока полностью компенсируется уменьшением их угла отсечки. Как следствие, постоянная составляющая I к0перестает изменяться, достигнув своего максимального значения. Далее амплитуда импульсов еще некоторое время растет, но уменьшение угла отсечки уже таково, что постоянная составляющая коллекторного тока уменьшается. Это приводит к уменьшению крутизны нарастания напряжения на конденсаторе.

Само же напряжение продолжает нарастать, смещая рабочую точку транзистора вниз по характеристике, что приводит к уменьшению ее крутизны. Из-за этого начинает уменьшаться амплитуда коллекторных импульсов, что увеличивает скорость спада постоянной составляющей I к0. Уменьшается и напряжение на контуре. В точке максимума напряжения U c(рис. 5.11, а ) значение постоянной составляющей таково, что ток заряда конденсатора становится равным току разряда, и далее ток разряда превалирует.

В точке 5 амплитуда напряжения на контуре уменьшается до такой величины, при которой напряжение обратной связи перестает превышать пороговый уровень в 450 мВ (рис. 5.11, б ). Транзистор закрывается. Импульсы коллекторного тока исчезают, становятся равными нулю амплитуды первой гармоники и постоянной составляющей коллекторного тока. Напряжение на конденсаторе имеет величину U c0. Энергия, запасенная в контуре к этому моменту, обеспечивает существование в нем затухающих колебаний, амплитуда которых убывает в соответствии с формулой (5.7).