9.4. Мягкий и жесткий режимы самовозбуждения

Вернемся к рис. 9.6 и выясним поведение автогенератора при изменении коэффициента обратной связи. При ослаблении связи наклон линии II растет, и при некотором критическом значении К_ОС, обращающем неравенство (9.17) в равенство (9.3), возникновение колебаний невозможно. Линия связи, соответствующая критической обратной связи, занимает положение ОВ.

Если в автогенераторе с индуктивной обратной связью и колебательной характеристикой, показанной на рис. 9.6, плавно увеличивать М, то, начиная с критического значения М_кр, амплитуда стационарного колебания будет плавно возрастать, как показано на рис. 9.8. Такой режим самовозбуждения называется мягким. Из предыдущего видно, что для получения мягкого режима необходимо, чтобы колебательная характеристика выходила из нулевой точки и имела достаточно большой наклон в области малых амплитуд. Все эти требования выполняются при использовании автоматического смещения.

Рис. 9.8. Зависимость стационарной амплитуды от величины обратной связи при мягком режиме

При использовании принудительного (внешнего) смещения колебательная характеристика принимает вид, показанный на рис. 9.9. Для возникновения колебаний в данном случае требуется очень сильная обратная связь (линия ОА, взаимоиндукция М₁). После того как колебания установились, связь можно ослабить до величины М₂, при которой линия связи занимает положение ОВ. При дальнейшем ослаблении связи колебания срываются. Для восстановления колебаний М нужно увеличить до значения М₁, соответствующего линии связи ОА. Такой режим самовозбуждения называется жестким.

Рис. 9.9. Колебательная характеристика, соответствующая жесткому режиму

Зависимость стационарной амплитуды I_{кнт ст} от величины М при жестком режиме показана на рис. 9.10, причем стрелками обозначено направление изменения М.

Рис. 9.10. Зависимость стационарной амплитуды от обратной связи при жестком режиме

Если принудительное напряжение смещения настолько велико, что колебательная характеристика начинается не с нуля (рис. 9.11), то никакое увеличение обратной связи не способно вызвать автоколебания. Если же вызвать колебания с помощью внешнего воздействия, то при достаточно сильной обратной связи колебания могут продолжать существовать и после прекращения воздействия. Из двух точек пересечения линий I и II точка С является устойчивой, а точка D - неустойчивой (имеется в виду динамическая устойчивость, т. е. устойчивость генерации). Это означает, что при небольших случайных отклонениях амплитуды тока в контуре около точки С система возвращается в исходное состояние, сколь же угодно малое отклонение амплитуды в районе точки D прогрессивно возрастает и переводит амплитуду I_кнт либо в устойчивую точку С, либо в точку О (соответствующую статической устойчивости). Доказательство неустойчивости точки D аналогично доказательству устойчивости точки С, приведенному в предыдущем параграфе.

Рис. 9.11. К вопросу об устойчивости генерации при жестком режиме