Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Но такой сверхзамороженный контур не может работать генератором. И не только потому, что сложная система поддержания сверхнизкой температуры неприемлема даже для таких аппаратов, как телевизор, не говоря уже о переносных приемниках. Главное в том, что генератор в электронных установках — это не экспонат, а работающий блок, он должен не просто создавать переменное напряжение, но и отдавать энергию потребителю. А всякая передача энергии равносильна появлению в контуре некоторого дополнительного сопротивления, равносильна увеличению R_к. Поэтому даже в идеальном контуре-генераторе, как только он начнет работать, начнет отдавать энергию, колебания быстро затухнут, просто иссякнет запас энергии.

И все же можно получить в контуре незатухающие колебания. О том, как это сделать, подсказывают настенные часы, маятник которых беспрерывно колеблется, как будто нет ни трения в системе его подвеса, ни сопротивления воздуха. А еще качели, которые, если ты сумеешь раскачать их в такт с собственными колебаниями, тоже не будут останавливаться до тех пор, пока не надоест качаться.

Маятник часов и качели подсказывают тактику получения незатухающих электрических колебаний в контуре: полностью ликвидировать потери и затраты энергии нельзя, но их можно скомпенсировать, если извне вводить в контур энергию, которая перекроет все виды потерь и затрат. Для этого достаточно сделать усилитель с положительной обратной связью, например такой, как на Р-97;1. В этой схеме контур L_кC_к включен в цепь базы и затухающее переменное напряжение на контуре есть не что иное, как усиливаемый сигнал. А в коллекторную цепь включена нагрузка R_н и еще один, новый элемент — катушка обратной связи L_oc. Она связана с контурной катушкой L_к общим магнитным полем, и через этот трансформатор часть «мощной копии» из коллекторной цепи, то есть с выхода усилителя, подается на его вход, поступает в базовую цепь.

Нормальная прямая связь входа и выхода в усилителе — это влияние входа на выход, влияние базовой цепи на коллекторную (в лампе — сеточной на анодную). А влияние выхода на вход, передача сигнала или какой-то его части из коллекторной цепи в базовую — это обратная связь. Типичный пример обратной связи — это передача энергии из катушки L_oc в катушку L_к. При определенных условиях энергия, поступившая по цепи обратной связи в контур, полностью скомпенсирует все потери в нем и электрические колебания в контуре станут незатухающими.

Но это только при определенных условиях.

Р-97

Т-171. Для самовозбуждения генератора нужно выполнить два условия — условие фаз и условие связи. Переменное напряжение, которое подается на вход усилителя, иногда называют сигналом возбуждения. Потому что именно оно пробуждает к действию дремавший до того усилитель, заставляет меняться коллекторный ток, напряжение на нагрузке и на коллекторе, создает свою мощную копию. Если во входную цепь усилителя включить колебательный контур, то возбуждающим сигналом будет переменное напряжение на этом контуре. Действовать оно будет не долго, так как колебания в контуре затухают. Но если в контуре будут созданы незатухающие колебания, то усилитель превратится в генератор, на его базе непрерывно будет действовать переменное напряжение, в коллекторной цепи появится долгоживущий, устойчивый переменный ток, на нагрузке — устойчивое переменное напряжение. Такой режим называется самовозбуждением: он появляется только благодаря тому, что усилитель — теперь уже генератор — сам себе на вход подает возбуждающее напряжение, которое поддерживает свободные колебания в контуре.

Для самовозбуждения прежде всего нужно, чтобы сигнал, поступающий на вход из коллекторной цепи, поддерживал колебания в контуре (Р-97;3,4), а не мешал им (Р-97;5), что в принципе тоже возможно. Иными словами, нужно, чтобы собственный переменный ток в контуре и I_к и ток I_ос, наведенный катушкой обратной связи, действовали бы в фазе. В схеме Р-97;1 выполнить это условие — условие фаз — очень просто, нужно лишь правильно включить катушку L_oc. При налаживании генератора, добиваясь самовозбуждения, просто переворачивают одну из катушек «вверх ногами». А если это неудобно, то меняют местами концы катушки L_к или, что то же самое, концы катушки L_oc. При переворачивании катушки или смене ее концов фаза тока I_ос, наведенного в L_к, поворачивается на 180°, и если токи I_к и I_ос действовали в противофазе, они начинают работать согласованно. А это как раз и значит, что сигнал, попавший в контур по каналу связи, восполняет энергию, которую съедает R_к, и как бы уменьшает его.