L'avantage du mode doux est la facilité d'utilisation, car les oscillations se produisent automatiquement immédiatement après la mise sous tension de la source d'alimentation. L'inconvénient du mode doux est le faible rendement du circuit de sortie, puisque l'oscillateur en régime permanent fonctionne avec des oscillations du premier type.

Avec un mode d'auto-excitation dur, l'efficacité du circuit de sortie est élevée, mais c'est un inconvénient important en fonctionnement: pour exciter le générateur, vous devez disposer d'un auto-oscillateur de plus afin de démarrer l'oscillation de seconde classe .

Pour combiner les avantages des deux modes d'auto-excitation - facilité d'utilisation avec un rendement élevé - et éliminer les inconvénients, vous pouvez utiliser une solution de circuit : appliquer une polarisation automatique dans le circuit de l'oscillateur, comme illustré à la Fig.

Dans ce circuit, au moment de la mise sous tension, le point de fonctionnement initial sur la caractéristique de passage du transistor avec la tension du diviseur R1R2 est défini au milieu de la caractéristique. Les oscillations surviennent doucement, sur le mode des oscillations de première espèce, c'est-à-dire à partir de zéro. Lorsque l'amplitude des oscillations augmente, l'amplitude du courant de sortie augmente, ce qui crée une tension de polarisation sur la résistance R3, qui déplace le point de fonctionnement vers la gauche dans la région de coupure, comme illustré à la Fig. 2.10, a. Ainsi, les oscillations se produisent automatiquement et, en régime permanent, l'oscillateur fonctionne comme des oscillations du deuxième type avec un rendement élevé.

La pente de la caractéristique vibratoire est déterminée par la valeur du coefficient de rétroaction Ko.s. Sur la fig. 2.12 montre la position de la ligne de rétroaction pour divers coefficients de rétroaction.

On peut voir ici qu'avec une diminution de la rétroaction, l'amplitude des oscillations en régime permanent diminue Uset2

4 Génération discontinue

Génération intermittente. La position du point de fonctionnement en régime établi détermine le mode de fonctionnement du transistor, et donc les paramètres de l'oscillateur. Et pour régler le point de fonctionnement à une position prédéterminée, il est nécessaire de sélectionner correctement les éléments du décalage R3C3. Si la résistance de polarisation automatique est choisie plus que nécessaire, la tension de polarisation augmentera et décalera le point de fonctionnement encore plus vers la gauche dans la région de coupure (Fig. 2.13).

L'amplitude du courant de collecteur va diminuer et sera insuffisante pour entretenir les oscillations, elles vont s'arrêter.

Après l'arrêt des oscillations dans le circuit, le transistor est fermé, le courant de collecteur ne circule pas. A l'état fermé, le transistor est maintenu par la tension sur le condensateur Ce appliquée entre la base et l'émetteur. Lors de la génération, le condensateur était chargé par le courant de l'émetteur. Après l'arrêt des oscillations, ce courant a disparu et le condensateur n'est pas rechargé, mais, au contraire, commence à se décharger à travers la résistance R3. La tension de polarisation chute de façon exponentielle (section 2-3 sur la figure 2.1Z). Le point de fonctionnement sur la caractéristique du transistor est décalé vers la droite. Au moment où le point de fonctionnement se trouve dans une section de la caractéristique telle que le courant de collecteur est suffisant pour compenser toutes les pertes dans le circuit, c'est-à-dire que l'équilibre d'amplitude sera effectué, les oscillations se reproduiront. Ils monteront et retomberont. Ainsi, le processus d'apparition, de croissance et de décomposition des oscillations sera répété. L'oscillateur fonctionnera en mode de génération intermittente. En sortie, on obtient des impulsions radio dont la période de répétition est déterminée par les paramètres ReSe. La génération discontinue est utilisée pour recevoir des impulsions radio.

Questions d'étude :

1Caractéristiques d'amplitude des modes d'auto-excitation

4 Génération discontinue

1 Caractéristiques d'amplitude des modes d'auto-excitation

Afin de retracer plus en détail le processus d'apparition, de croissance et d'établissement des oscillations dans l'auto-oscillateur, il est pratique d'utiliser la méthode graphique à l'aide d'une caractéristique oscillatoire et d'une ligne de rétroaction.

Caractéristique vibratoire est appelée la dépendance de l'amplitude de la première harmonique du courant de collecteur sur l'amplitude de la tension de commande sur la base du transistor Ik1 \u003d f (UBE). Le type de caractéristique oscillatoire dépend de la position du point de fonctionnement sur la caractéristique de passage du transistor Ik = f (ebe).

Lorsque le transistor fonctionne dans le mode d'oscillation du premier type, c'est-à-dire lorsque le point de fonctionnement A est sélectionné au milieu de la section linéaire de la caractéristique d'écoulement, comme illustré à la fig. 2.10, a, la caractéristique oscillatoire a une forme convexe (Fig. 2.10,6,1). Avec une augmentation de l'amplitude de la tension d'entrée, l'amplitude du courant de sortie augmente d'abord assez rapidement en raison de la constance de la pente Sd = const). Ensuite, la croissance du courant de sortie ralentit en raison de la non-linéarité de la flexion inférieure et supérieure des caractéristiques du transistor.

Si le point de fonctionnement sur la caractéristique transitoire du transistor est sélectionné dans la région de coupure du courant de sortie B (mode d'oscillation du second type), la caractéristique oscillatoire commence quelque peu à droite de zéro. Ensuite, à mesure que la tension d'entrée (de commande) augmente, la caractéristique oscillatoire présente une courbure inférieure correspondant à la partie inférieure non linéaire de la caractéristique d'écoulement et, par conséquent, une courbure supérieure (Fig. 2.10,6,11).

ligne de rétroaction appelée dépendance exprimée graphiquement de la tension de rétroaction sur le courant dans le circuit de sortie du transistor. Le circuit de rétroaction étant linéaire, la ligne de rétroaction est une ligne droite partant de l'origine (Fig. 2.10, c).

Pour tracer le processus d'apparition, de croissance et d'établissement des fluctuations, nous combinons la caractéristique oscillatoire et la ligne de rétroaction sur le même graphique.

2 Mode doux d'auto-excitation.

Mode d'auto-excitation douce. Sur la fig. 2.11, et la caractéristique oscillatoire d'amplitude des générateurs dans le mode d'oscillations du premier type (ligne courbe) et la caractéristique d'amplitude de la rétroaction de l'auto-oscillateur (ligne droite) sont combinées sur un graphique. Étant donné que le point de fonctionnement initial se situe dans la section raide médiane de la caractéristique de passage du transistor (voir Fig. 2.10, a), même les plus petites variations de tension à l'entrée du transistor entraîneront des variations du courant de sortie. Et de tels petits changements de tension dans le circuit sont toujours présents soit en raison des fluctuations des porteurs de charge, soit en raison de l'activation de la tension de la source d'alimentation.

Supposons qu'un courant Ib1m soit apparu dans le circuit en raison de fluctuations (Fig. 2.1 \, a). Ce courant de contre-réaction crée une tension d'excitation U1 à l'entrée. Cette tension, conformément à la caractéristique oscillante, induit un courant I2 dans le circuit de sortie. Au courant I2, la tension U2 est induite sur le circuit d'entrée de l'oscillateur conformément à la ligne de rétroaction, ce qui provoque le courant I3, etc. La séquence de montée de l'oscillation est illustrée à la fig. 2.11, mais avec des flèches. Ainsi, les oscillations dans le circuit augmenteront jusqu'à une valeur déterminée par le point B de l'intersection de la caractéristique d'oscillation et de la ligne de rétroaction. Le point B correspond au mode d'oscillations stationnaires : le courant Iset circule dans le circuit de sortie, la tension Uset est créée dans la section base-émetteur. Au point B, les amplitudes sont équilibrées et des oscillations stables s'établissent dans l'oscillateur.

En effet, si à (la sortie de l'oscillateur le courant a diminué jusqu'à la valeur I3, alors il va créer une tension U3 à l'entrée à travers le circuit de contre-réaction et les oscillations vont à nouveau augmenter jusqu'à une valeur constante. Si, du fait d'une influence extérieure , le courant dans le circuit augmente par exemple jusqu'à la valeur Iv, puis les pertes dans le circuit s'avèrent plus importantes et la tension à l'entrée par le circuit de contre-réaction est moindre. Les oscillations diminuent jusqu'à une valeur constante.

Il résulte de ce qui précède que dans la section où la caractéristique oscillatoire passe sur la ligne de communication, les rechargements sont supérieurs aux pertes et les oscillations augmentent. Dans la section où la caractéristique d'oscillation est inférieure à la ligne de rétroaction, les remplissages sont inférieurs aux pertes et les oscillations sont réduites. Au point B, les intersections des caractéristiques d'amplitude du réapprovisionnement sont égales aux pertes.

Ainsi, dans le mode d'oscillations du premier type, les oscillations de l'oscillateur surviennent indépendamment après la mise sous tension de la source d'alimentation et atteignent une valeur stable en douceur, en douceur. Par conséquent, ce mode d'oscillation est appelé mode doux d'auto-excitation.

3 Mode dur d'auto-excitation.

Mode dur d'auto-excitation. Si le point de fonctionnement sur la caractéristique de passage du transistor est choisi dans la région de la coupure du courant de sortie, la caractéristique oscillatoire coupe la ligne de rétroaction en deux points, comme illustré à la Fig. 2.11b.

Dans la région 1, la courbe passe sous une ligne droite - cela signifie, comme indiqué ci-dessus, que les pertes dans le circuit dépassent la reconstitution de l'énergie et les oscillations ne se produisent pas. Dans la région 2, la courbe passe sur une ligne droite - cela signifie que les pertes dans le circuit sont inférieures aux additions et que les oscillations peuvent augmenter. De cela, on peut voir que dans le mode d'oscillations du second type, les oscillations automatiquement, à partir des fluctuations, ne peuvent pas se produire (section 0-1 de la Fig. 2.11, b). Pour l'apparition d'oscillations dans l'auto-oscillateur dans le mode d'oscillations du deuxième type, il est nécessaire d'appliquer une tension d'amplitude significative UB03b>Un au circuit d'entrée du transistor. extérieur dur des fluctuations de surtension se produisent et augmentent rapidement. Par conséquent, le mode d'auto-excitation est appelé dur. Les oscillations augmentent jusqu'à une valeur stable correspondant au point B des oscillations stables.

Si dans un oscillateur à rétroaction inductive et à caractéristique oscillatoire, augmentez doucement M, alors, à partir de la valeur critique M cr, l'amplitude de l'oscillation stationnaire augmentera progressivement.

Ce mode d'auto-excitation est dit facile.

Pour obtenir un mode facile, il faut que la caractéristique oscillatoire parte du point zéro et ait une pente suffisamment grande dans la région des petites amplitudes. Toutes ces exigences sont remplies lors de l'utilisation du décalage automatique. Lors de l'utilisation d'une polarisation forcée (externe), la caractéristique oscillatoire prend la forme :

Pour l'apparition d'oscillations dans ce cas, une très forte Retour(ligne OA, induction mutuelle M 1).

Après l'établissement des oscillations, la connexion peut être affaiblie jusqu'à la valeur de M 2 à laquelle la ligne de communication occupe les positions de l'OB. Avec un affaiblissement supplémentaire de la connexion, les oscillations s'arrêtent. Pour restaurer les fluctuations de M, correspondant à la ligne de communication OA. Ce mode d'auto-excitation est dit dur.

Objectif, classification et principes de construction des systèmes de synchronisation.

Dans la plupart des cas, un fonctionnement normal divers systèmes la transmission d'informations nécessite de prévoir une certaine synchronisation du fonctionnement des équipements d'émission et de réception. Cette fonction est généralement attribuée à des systèmes de synchronisation spéciaux. Leur immunité au bruit et la qualité du système de transmission dans son ensemble dépendent de l'immunité au bruit et de la qualité de leur travail. Les systèmes de synchronisation génèrent des signaux de synchronisation particuliers côté réception, synchrones avec les signaux correspondants générés côté émission, en tenant compte des distorsions apparues lors de la propagation des signaux sur le canal de transmission.

L'ensemble des tâches auxquelles sont confrontés les systèmes de synchronisation peut être divisé en deux grandes classes : synchronisation de divers types d'appareils de commutation afin d'assurer la division temporelle des signaux (dans les systèmes à division temporelle des canaux), synchronisation du fonctionnement des appareils de réception et de traitement afin d'augmenter leur immunité au bruit (lors de la réception de signaux avec des paramètres aléatoires).

Les canaux de transmission réels sont des canaux à paramètres variables.

La réception optimale des signaux avec des paramètres aléatoires nécessite l'évaluation (mesure) des paramètres significatifs (fréquence, temps de retard, phase) de ces signaux. Ces mesures sont affectées aux systèmes de synchronisation.

Les systèmes de synchronisation sont classés selon différents critères. Toutes les tâches pratiques de synchronisation dans les systèmes de transmission peuvent être assurées par trois systèmes de synchronisation: haute fréquence, élément par élément (horloge), groupe.

Le problème de la synchronisation haute fréquence se pose généralement lors de l'utilisation du traitement du signal de corrélation pré-détecteur. Dans ce cas, au point de réception, il est nécessaire d'obtenir des échantillons de signaux haute fréquence dont les fréquences doivent à tout moment être égales ou proches des fréquences des porteuses ou sous-porteuses des signaux reçus. Dans le cas d'un traitement cohérent, cette égalité doit être satisfaite jusqu'à la phase.

La synchronisation élément par élément (horloge) a pour tâche d'assurer côté réception la fixation des frontières temporelles des signaux élémentaires correspondant au plus petit intervalle de temps à fixer, formé côté émission. La formation de tels signaux peut être nécessaire pour assurer un traitement post-détecteur optimal des signaux et une séparation des signaux sur leurs canaux.

Dans les systèmes de transmission analogiques, ces signaux élémentaires sont généralement des intervalles de canal (intervalles de temps alloués pour la transmission sur un canal), et dans les systèmes numériques, des symboles d'information élémentaires.

La synchronisation de groupe doit assurer la fixation des limites temporelles de certains groupes, signaux élémentaires, tels que mots, cycles, trames, etc.

Dans certains systèmes, ces trois types de sous-systèmes peuvent fonctionner simultanément.

Les signaux de synchronisation de synchronisation haute fréquence et élément par élément ont généralement une structure périodique. Les signaux de synchronisation de groupe peuvent être à la fois périodiques et former un flux aléatoire. Dans les systèmes de transmission numérique à scrutation cyclique et périodique, lorsque ces trois types de synchronisation peuvent fonctionner, les fréquences de tous ces types de synchronisation peuvent être sélectionnées comme des multiples les unes des autres.

Par exemple, chaque trame (groupe de rafales) contient n 1 mots, chaque mot est constitué de n 2 symboles, et chaque symbole ne dure que n 3 périodes de la porteuse ou sous-porteuse haute fréquence. Dans ce cas, tous les types de synchronisation peuvent être effectués une fois la synchronisation de trame définie.

Classification du générateur

Générateur est un appareil qui convertit l'énergie d'une source courant continu en énergie oscillations électromagnétiques avec certains paramètres.

Les principaux paramètres d'oscillation sont : l'amplitude, la fréquence et la forme.

La principale exigence pour les générateurs est la stabilité de son fonctionnement lorsqu'il est exposé à des facteurs déstabilisants, c'est-à-dire la stabilité des paramètres des oscillations générées.

Les générateurs sont largement utilisés dans les technologies de communication. Ils sont utilisés dans la formation de signaux de test, de signaux de synchronisation, de signaux de service, d'oscillations de référence, etc.

Une représentation graphique conditionnelle des générateurs est illustrée à la figure 1.

Figure 1 - Désignation graphique conditionnelle des générateurs : a) oscillations harmoniques, b) séquences impulsions rectangulaires, c) séquences d'impulsions en dents de scie.

La classification des générateurs est illustrée à la figure 2.

électrique sont des générateurs qui convertissent directement l'énergie d'une source de courant continu en énergie d'oscillation.

Électromécanique sont des générateurs dans lesquels la fréquence des oscillations générées est fixée par la fréquence des oscillations mécaniques de certains matériaux (plaque de quartz).

Dans les générateurs avec excitation interne ou avec auto-excitation les oscillations sont générées par une source d'alimentation interne.

Figure 2 - Classification des générateurs

Dans les générateurs avec excitation externe la formation des oscillations s'effectue à partir d'une autre oscillation entrant dans son entrée (multiplication et division de fréquence).

Générateurs de relaxation ou multivibrateurs forment des oscillations de forme non harmonique (séquences d'impulsions rectangulaires, triangulaires, en dents de scie, en forme de cloche, etc.).

Harmonique ou quasi-harmonique les générateurs forment des oscillations de forme harmonique.

DANS RC-générateurs Les filtres RC sont utilisés comme circuit sélectif.

DANS CL-générateurs un circuit oscillant parallèle est utilisé comme circuit sélectif.

DANS point à pointCL-générateurs le circuit oscillant est relié à l'élément amplificateur par deux points, et en trois pointsCL- oscillateurs? trois points.

Généralisé schéma structurel oscillateur harmonique

Construisons un schéma structurel généralisé d'un auto-oscillateur harmonique. Comme il s'agit d'un autogénérateur, il doit avoir une source d'alimentation interne (IP) Pour former des oscillations harmoniques, le générateur doit contenir un circuit dans lequel des oscillations peuvent se produire. Un tel circuit est un circuit oscillant, qui remplira également les fonctions d'un circuit électoral (CE). La chaîne électorale détermine la fréquence des oscillations générées et leur forme. Du point de vue de l'apparition d'oscillations du circuit oscillant, c'est suffisant, mais le circuit oscillant est un circuit passif, et a donc une résistance active Rc positive. En présence de cette résistance, ainsi que de la résistance de la charge Rí, dans laquelle les oscillations sont fournies, les oscillations générées par le générateur seront amorties. Par conséquent, il est nécessaire d'inclure un élément à résistance active négative dans le circuit oscillateur, comme vous le savez, un élément à résistance active négative est une source courant alternatif, et est donc un élément actif (amplificateur) (AE). La résistance de l'élément amplificateur Rue doit compenser entièrement toutes les pertes d'énergie dans les circuits passifs du générateur et de la charge. Il est également nécessaire d'inclure un circuit dans la composition de l'oscillateur, à l'aide duquel une partie des oscillations de la sortie du générateur entrera dans l'élément amplificateur pour compenser les pertes, c'est-à-dire qu'un circuit de rétroaction (OS) est nécessaire . Ce circuit est également passif et possède une résistance active positive Roc. Ainsi, nous obtenons un schéma structurel généralisé d'un auto-oscillateur harmonique (Figure 3).

Figure 3 - Schéma fonctionnel généralisé d'un auto-oscillateur harmonique

Dans le mode de fonctionnement stationnaire de l'autogénérateur, la résistance active positive des éléments passifs du générateur et de la charge doit être entièrement compensée par la résistance négative de l'élément amplificateur, c'est-à-dire

Ric+Roc+Rn— Rue=0 (1)

Le processus d'excitation des oscillations dans l'oscillateur

Considérez le processus d'excitation des oscillations dans l'auto-oscillateur (Figure 3). Lorsque la source d'alimentation est allumée, des fluctuations de courant (bruit de fluctuation) sont observées dans les circuits de l'oscillateur. Le spectre de ce bruit contient des composantes à toutes les fréquences. Une composante à la fréquence de génération fg est séparée de ce spectre à l'aide d'un circuit sélectif. L'oscillation résultante à la sortie du MC entre dans l'élément amplificateur par le circuit de rétroaction, où l'oscillation est amplifiée, qui retourne au MC, etc. L'amplitude d'oscillation augmente jusqu'à un certain point, après quoi elle se stabilise, et le la fréquence et la forme des oscillations sont également stabilisées. Lors du fonctionnement de l'oscillateur, on distingue deux modes de fonctionnement : transitoire et stationnaire. mode de transition Le fonctionnement du générateur dure à partir du moment où le générateur est allumé et jusqu'à la stabilisation des paramètres d'oscillation. Mode stationnaire le fonctionnement dure à partir du moment de la stabilisation des paramètres d'oscillation et jusqu'à l'arrêt du générateur (Figure 4).

Figure 4 - Modes de fonctionnement de l'oscillateur

Conditions d'auto-excitation de l'oscillateur

Pour déterminer les conditions d'auto-excitation de l'oscillateur, il est nécessaire de considérer son équation.

Le coefficient de transfert de l'oscillateur est déterminé par l'expression

Kp=Kus? Cos (2)

où Kp est la valeur complexe du coefficient de transfert de l'oscillateur ;

Kus est la valeur complexe du gain de l'amplificateur ;

Cos est la valeur complexe du coefficient de rétroaction.

Si la boucle de rétroaction est ouverte, l'expression du gain ressemblera à

Kus= euhsortie/ euhdans=Kuse jjmoustache (3)

où Um in est l'amplitude complexe de la tension d'entrée de l'amplificateur ;

Um out est l'amplitude complexe de la tension de sortie de l'amplificateur ;

Kus - module de gain :

j us est l'argument du module de gain.

Le module de gain est égal à

Cus=euhsortie/ euhdans (4)

j us prend en compte le déphasage entre les tensions d'entrée et de sortie de l'amplificateur. Comme représenté sur la figure 3, l'amplificateur comprend un élément amplificateur et un circuit sélectif. Supposons qu'un circuit oscillant parallèle de résistance Rres soit utilisé comme système électoral. Alors

euhsortie= Je suis 1 ? Rcouper (5)

où suis-je 1 ? l'amplitude de la première harmonique du courant de sortie de l'élément amplificateur.

Entre Im 1 et Um in il existe une relation définie par l'expression

Je suis 1 = SÉpouser? euhdans (6)

où Sav est la pente moyenne de la caractéristique courant-tension de l'élément amplificateur

En substituant la valeur Im 1 de (6) à (5) on obtient

euhsortie= SÉpouser? euhdans? Rcouper (7)

Alors le module du gain de l'amplificateur, compte tenu de (4) et (7) sera égal à

Cus=euhsortie/ euhdans= SÉpouser? euhdans? Rcouper/euhdans= SÉpouser? Rcouper(8)

Considérant que j us sera égal à

jmoustache=jue+ jitz (9)

où j ue est le déphasage introduit par l'élément amplificateur ;

j ts - déphasage introduit par le circuit sélectif.

En tenant compte des expressions (3), (8) et (9), le gain de l'amplificateur sera égal à

Kus= SÉpouser? Rcoupere j (jue+jitz) (10)

Le gain de la boucle de rétroaction est

Tresse \u003d Um in x / Um out \u003d Tresse e j joc (11)

où Kos est le module du coefficient de transfert du circuit de rétroaction ;

j os est l'argument du module du gain de la boucle de rétroaction.

j oc prend en compte le déphasage entre les tensions d'entrée et de sortie du circuit de contre-réaction.

Ainsi, sur la base des expressions (2), (10) et (11), il est possible d'écrire le coefficient de transfert de l'auto-oscillateur en mode stationnaire (à paramètres constants) lors de la génération d'oscillations sinusoïdales

Kp=Kus? Cos= SÉpouser? Rcouper? Cose j (jue+jic+jos)=1 (12)

L'expression (12) est équation de l'oscillateur. Selon cette équation le coefficient de transfert de l'oscillateur en mode stationnaire doit être égal à l'unité.

L'équation de l'oscillateur exprime les conditions d'auto-excitation de l'oscillateur.

1. Condition d'équilibre d'amplitude

Kp= SÉpouser? Rcouper? Cos=1 (13)

Le coefficient de transmission dans l'anneau fermé du générateur doit être égal à un. C'est-à-dire que toute l'énergie dépensée sur les éléments passifs du générateur et de la charge doit être entièrement compensée par l'énergie de réapprovisionnement de l'élément amplificateur.

La condition d'équilibre d'amplitude détermine l'amplitude d'oscillation stationnaire.

2. État d'équilibre des phases

jmoustache=jue+ jitz+ jos=0 ou k2 p, Oùk=1, 2, 3, … (14)

Le déphasage total dans l'anneau fermé de l'oscillateur doit être égal à zéro ou à un multiple de 2p (360 ° ). C'est-à-dire que l'énergie de reconstitution de l'élément amplificateur doit être fournie en phase avec les oscillations déjà existantes. Pour remplir cette condition, le circuit de rétroaction de l'oscillateur doit être positif. Étant donné que dans la plupart des auto-oscillateurs, la condition d'équilibre de phase n'est satisfaite qu'à une seule fréquence, cette condition détermine la fréquence de génération.

Modes d'auto-excitation de l'autogénérateur

En fonction des valeurs des tensions d'alimentation constantes fournies aux électrodes de l'élément amplificateur, et du coefficient KOS, deux modes d'auto-excitation sont possibles : doux et dur.

À mode d'auto-excitation douce la position du point de fonctionnement (A) est fixée sur la section linéaire de la caractéristique courant-tension de l'élément amplificateur (figure 5). Dans ce cas, le mode de fonctionnement initial de l'élément amplificateur est assuré sans coupure du courant de sortie. Dans ce mode, l'auto-excitation se produit même avec de légères modifications de la tension d'entrée, qui sont toujours observées en raison des fluctuations des porteurs de charge. Ainsi, les oscillations en sortie de l'élément amplificateur se produisent immédiatement, même avec de légères variations de la tension d'entrée, ce qui est l'avantage de ce mode d'auto-excitation. L'amplitude d'oscillation à la sortie du générateur augmente progressivement. En mode stationnaire, l'élément amplificateur peut fonctionner sans coupure ou avec coupure du courant de sortie, et dans le second cas, l'angle de coupure du courant de sortie Q (moitié de la durée de l'impulsion de courant de sortie) est supérieur à 90°. L'absence de coupure ou un grand angle de coupure entraîne une diminution du coefficient de performance (COP) du générateur, ce qui est un inconvénient de ce mode.

Figure 5 - Schémas expliquant le mode doux d'auto-excitation

À mode d'auto-excitation dure la position du point de fonctionnement est fixée en dehors de la caractéristique courant-tension de l'élément amplificateur (figure 6). Cela conduit au fait que l'élément amplificateur fonctionne constamment en mode de coupure du courant de sortie, de sorte que des oscillations à la sortie de l'élément n'apparaissent que lorsque l'amplitude de la tension d'entrée u(t) dépasse une certaine valeur U n. Lorsque cette valeur (u(t) ? U n) est dépassée, l'élément amplificateur est déverrouillé, et des oscillations apparaissent à sa sortie. De plus, l'amplitude de ces oscillations augmente rapidement. La nécessité d'une certaine tension à l'entrée de l'élément amplificateur pour l'apparition d'oscillations à sa sortie est un inconvénient. Mode difficile auto-excitation.

DANS ce mode auto-excitation, l'angle de coupure du courant de sortie est inférieur à 90°. La présence d'un petit angle de coupure augmente l'efficacité du générateur, ce qui est un avantage de ce mode.

Figure 6 - Schémas expliquant le mode dur d'auto-excitation

Comme on peut le voir, le mode doux d'auto-excitation a les avantages que le mode dur n'a pas, et le mode dur a les avantages que le mode doux n'a pas. Par conséquent, dans la pratique, dans certains types de générateurs (en particulier dans les générateurs LC), les deux modes sont utilisés : lorsque le générateur est allumé et pendant le mode transitoire, le générateur fonctionne en mode d'auto-excitation douce, et lors de la commutation à un mode de fonctionnement stationnaire, le générateur est transféré dans un mode d'auto-excitation dure.

Caractéristiques de l'oscillateur

Caractéristique vibratoire représente la dépendance de l'amplitude de la première harmonique du courant de sortie de l'élément amplificateur Im 1 sur l'amplitude de la tension d'entrée Um in à une tension de polarisation constante U 0 et un circuit de rétroaction ouvert.

Ces caractéristiques sont non linéaires, puisque l'élément amplificateur est non linéaire, et dépendent du mode d'auto-excitation du générateur. La figure 7, a montre la caractéristique oscillatoire du générateur dans le mode doux d'auto-excitation, et la figure 7, b ? dans le mode dur de l'auto-excitation.

Figure 7 - Caractéristiques oscillatoires de l'oscillateur

Lignes de rétroaction sont la dépendance de la tension de sortie du circuit de rétroaction Um out sur l'amplitude de la première harmonique du courant d'entrée Im 1 .

Étant donné que la tension de sortie du circuit de rétroaction est la tension d'entrée de l'élément amplificateur et que le courant d'entrée du circuit de rétroaction est le courant de sortie de l'amplificateur, il est plus pratique de représenter les lignes de rétroaction par rapport à l'amplificateur comme la dépendance de la tension d'entrée de l'élément amplificateur sur l'amplitude de la première harmonique du courant de sortie (figure 8).

Figure 8 - Lignes de rétroaction

Les lignes de rétroaction expriment une relation linéaire, puisque le circuit de rétroaction est un circuit linéaire. La pente des droites dépend du coefficient de rétroaction Kos. Plus Kos est grand, c'est-à-dire plus la rétroaction est forte, plus l'angle d'inclinaison par rapport à l'axe Um est petit, par exemple sur la figure 8 : Kos 1<Кос 2 <Кос 3 .

Détermination de l'amplitude d'oscillation stationnaire

Il ressort du paragraphe 1.6 que des dépendances linéaires (lignes de rétroaction) et non linéaires (caractéristiques oscillatoires) existent simultanément dans l'oscillateur. Dans le mode de fonctionnement stationnaire de l'autogénérateur, l'amplitude de la tension Um in et l'amplitude correspondante du courant Im 1 de l'élément amplificateur doivent satisfaire simultanément ces deux dépendances. Ceci n'est possible qu'aux points d'intersection de la caractéristique oscillatoire avec la ligne de rétroaction. Considérons le processus de détermination de l'amplitude d'oscillation stationnaire dans divers modes d'auto-excitation.

Mode doux d'auto-excitation.

Pour analyser les processus se produisant dans l'oscillateur, nous construisons ses deux caractéristiques dans le même axe de coordonnées et à la même échelle (Figure 9).

La figure montre deux lignes de rétroaction pour différents coefficients de rétroaction Kos 1 et Kos 2 et Kos 1<Кос 2 . При Кос 1 колебания отсутствуют, т. к. колебательная характеристика и линия обратной связи имеют одну общую точку 0, а значит Um вх =0 и Im 1 =0. При Кос 2 колебательная характеристика и линия обратной связи имеет две общие точки 0 и В. Поскольку, как отмечалось выше, в точке 0 колебания не возможны, то устойчивые колебания возможны только в точке В при напряжении равном Um вхВ и соответствующем ему током Im 1В. Точка В является point d'équilibre stable et correspond au mode de fonctionnement stationnaire du générateur. Au point d'équilibre stable, il y a équilibre entre l'énergie de reconstitution de l'élément amplificateur et l'énergie de pertes. Le générateur arrive à ce point dans le processus d'auto-excitation. Par suite de l'impact sur le générateur de divers facteurs déstabilisants, celui-ci peut sortir de l'état d'équilibre stable, mais l'amplitude des oscillations aura tendance à revenir au point d'équilibre stable. Considérez les processus se produisant dans l'autogénérateur dans ce cas.

Supposons que la tension à l'entrée de l'élément amplificateur a diminué jusqu'à la valeur Um in. Cette tension va provoquer un courant Im 1 C dans le circuit de sortie du générateur. Ce courant, dû à la rétroaction, augmentera la tension à l'entrée de l'élément jusqu'à Um en D, ce qui, à son tour, entraînera une augmentation du courant jusqu'à Im 1 D. Ce courant entraînera une augmentation de la tension, etc. Cela se poursuivra jusqu'à ce que l'amplitude des oscillations atteigne les valeurs du point B. Si l'amplitude des oscillations, sous l'influence de facteurs déstabilisants, augmente jusqu'à la valeur de Um inE, alors le processus inverse se produira, c'est-à-dire que le courant Im 1 E provoqué par cette tension, en raison de la rétroaction, entraînera une diminution de la tension Um in, etc., jusqu'à ce que l'amplitude d'oscillation revienne à la valeur du point B.

Mode dur d'auto-excitation.

Dans ce mode, la caractéristique oscillatoire et la ligne de rétroaction ont trois points communs 0, A et B (Figure 10).

Figure 10 Détermination de l'amplitude d'oscillation stationnaire en mode dur

Au point 0, les oscillations ne peuvent pas exister. Analysons le point A. Réduire l'amplitude des oscillations à l'entrée de l'élément amplificateur à Um inc, provoquera un courant dans le circuit de sortie Im 1C, qui à son tour entraînera une diminution de la tension Um in, cette tension conduira à une diminution du courant Im 1, etc. jusqu'à ce que les vibrations s'éteignent. Si la tension à l'entrée de l'élément amplificateur augmente jusqu'à la valeur Um en D, alors l'amplitude des oscillations augmentera jusqu'à la valeur du point B. Ainsi, le point A est point d'équilibre instable, des oscillations peuvent exister à ce stade, mais lorsque leur amplitude change, soit elles s'éteignent, soit leur amplitude augmente. Si nous analysons le point B, il se révélera être un point d'équilibre stable.