М’який та жорсткий режим самозбудження

Зробивши побудови подібні до тих, які були зроблені на рис.2.2, для кількох значень коефіцієнту зворотного зв’язку (рис.2.3а), отримаємо залежність усталеної амплітуди від величини зворотного зв’язку (рис.2.3б). Як видно, для найменшого значення коефіцієнту зворотного зв’язку пряма зворотного зв’язку перетинається з коливною характеристикою лише у нульовій точці. Це означає, що амплітуда коливань буде нульовою і зворотний зв’язок недостатній для самозбудження коливань (не виконується амплітудна умова самозбудження). Відмінне від нульового значення починаємо одержувати лише для (поріг самозбудження). Далі величини монотонно зростають разом зі збільшенням . Такий режим самозбудження має назву м’якого. Він зручний тим, що дає однозначний зв’язок між і і допускає плавне регулювання амплітуди усталених коливань шляхом зміни величини коефіцієнту зворотного зв’язку.

Якщо ж робоча точка розташована на прохідній характеристиці низько, нижче її прямолінійної ділянки, на нижньому згині характеристики, то коливна характеристика набуває вигляд подібний до зображеного на рис.2.4. Спочатку темп зростання напруги на контурі збільшується зі зростанням амплітуди вхідної напруги, утворюється точка перегину на кривій , далі темп зростання сповільнюється і наприкінці характеристика виходить на насичення. Перетин коливної характеристики з лінією зворотного зв’язку тепер можливий у трьох точках: О,В і А. При малій амплітуді вхідного сигналу ( ) амплітудна умова самозбудження не виконується: видно, що лінія зворотного зв’язку іде вище коливної характеристики і самозбудження не відбувається.

Режим у точці В є нестійким - при найменшому збільшенні амплітуди коливання будуть зростати аж доки їх режим не переміститься у точку А, яка є стійкою. Так само і при зменшенні амплітуди відбувається перехід від точки В у точка О, і коливання зникають.

Таким чином у розглянутому випадку коливання не зможуть самозбуджуватися від малого рівня. Але якщо примусово задати амплітуду вхідних коливань більшу за , то вони будуть підтримуватися, зростати і кінець-кінцем встановляться з амплітудою, що відповідає точці А. Самодовільне збудження коливань стає можливим лише при дуже сильному зворотному зв’язку , коли пряма, що відповідає , є дотичною до коливної характеристики у точці О.

Залежність амплітуди коливань від величини зворотного зв’язку зображена на рис 2.5. Тут видно, що самозбудження коливань можливе лише при . При цьому амплітуда одразу досягає великого рівня. При зворотному зменшенні амплітуда усталених коливань спочатку плавно зменшується, але по досягненні коливання стрибком зриваються і при коливання взагалі неможливі.

Подібний режим дістав назву жорсткого. У жорсткому режимі амплітуда усталених коливань може залежати від неоднозначно: як видно, у інтервалі вона може бути або великою, або нульовою, в залежності від попередньої історії процесу. Поява і зникнення коливань відбувається стрибком, і їх амплітуда погано піддається регулюванню.[SML1] [1]

Біполярні транзистори при постійній напрузі на базі = 0 виявляються запертими і відкриваються лише при > ‘, де ‘ - напруга відкривання транзистора (вона дорівнює для германієвих транзисторів 0.1-0.2 В, а для кремнієвих може досягати 0.6 - 0.7 В). В околі = 0 коливна характеристика має нульовий нахил і самозбудження набуває жорсткого характеру. Тому для м’якого самозбудження автогенераторів на біполярних транзисторах треба обов’язково подавати на базу достатнє зміщення - більше від ‘ (позитивне для - транзисторів і негативне для - транзисторів).