LCC автогенератор на биполярном транзисторе, Вопрос по регулировке амплитуды Опции

[asc2000]

Здравствуйте, уважаемые форумчане!
Помогите разобраться с работой автогенератора.
Схема приведена на рисунке. Когда величина R3 минимальна, то амплитуда выходного синусоидального сигнала Uout максимальна. При увеличении R3 амплитуда Uout уменьшается и при некотором значении R3 генерация срывается.

Вопрос: чем (какими параметрами схемы) определяется амплитуда колебаний при любом конкретном значении R3? Почему амплитуда имеет именно такое значение (а не больше или меньше)?
Интересует физика происходящих процессов.

[Abell]

Тема, смотрю, и без моего участия разрастается, а истины все нет
Что ж, подкину в общую копилку, для обсуждения Надо же прийти к однозначному результату, правильно?
Извиняюсь, пишу и рисую по памяти, без книг и интернета. Книг под рукой нет, а интернет имеет склонность врать
asc2000, вот примерно так все в генераторе взаимосвязано:

При одинаковых конденсаторах на частоте резонанса при идеальной добротности - амплитуда на контуре (Out) будет ровно в два раза больше, чем в точке соединения конденсаторов. Соотношение емкости определяет коэффициент трансформации.
Добротность не идеальна, в контуре есть потери, а так же входное сопротивление каскада (R1).
От добротности зависит эквивалентное сопротивление контура. На частоте резонанса индуктивное и емкостное сопротивление контура равны.
Входное сопротивление каскада для схемы повторителя зависит от сопротивления его нагрузки и коэффициента передачи по току транзистора.
R2 на этой схеме соответствует R3 на Вашей, R3 соответствует R5, они тоже влияют на добротность.
Какая амплитуда будет в точке соединения конденсаторов, определяется соотношением R2 и приведенного сопротивления контура с учетом коэффициента трансформации на частоте резонанса.
Для нормальной работы генератора значения всех паразитных элементов схемы должны очень сильно отличаться от основных, другими словами - оказывать как можно меньшее влияние.

P.S. Собственно по интересующей Вас задаче (не теории генератора) есть некоторые вопросы, цитирую:
"схему генератора, который является частью устройства, работающего по принципу индуктивного датчика приближения.
Генератор работает в режиме близком к срыву генерации."
Во-первых - не совсем понятно, на что должна реагировать индуктивность в Вашем устройстве, на металлические предметы? Или все же датчиком является емкость?
Во-вторых - применять такие схемы в серийных устройствах я бы не стал, ибо имеет место быть как тщательная регулировка + девиация параметров компонентов при производстве, так и уход параметров + влияние среды при эксплуатации. Это насчет срыва генерации. Имхо, лучше бы срыв не использовать.

P.P.S. При решении подобной задачи, хоть и не в серийном устройстве, я применял кварцевый генератор, усилительный каскад и резонансный контур, в который входил емкостной сенсор. Модулированный сигнал с контура детектировался, сравнивался с сигналом генератора, результат обрабатывался далее.

[Proffessor]

При одинаковых конденсаторах на частоте резонанса при идеальной добротности - амплитуда на контуре (Out) будет ровно в два раза больше, чем в точке соединения конденсаторов. Соотношение емкости определяет коэффициент трансформации.
Добротность не идеальна, в контуре есть потери, а так же входное сопротивление каскада (R1).
От добротности зависит эквивалентное сопротивление контура. На частоте резонанса индуктивное и емкостное сопротивление контура равны.
Входное сопротивление каскада для схемы повторителя зависит от сопротивления его нагрузки и коэффициента передачи по току транзистора.
R2 на этой схеме соответствует R3 на Вашей, R3 соответствует R5, они тоже влияют на добротность.
Какая амплитуда будет в точке соединения конденсаторов, определяется соотношением R2 и приведенного сопротивления контура с учетом коэффициента трансформации на частоте резонанса.

И это есть теория работы генератора? Детальный разбор в общем правильный, но видите ли, к вопросу механизма стабилизации и саморегуляции амплитуды это описание отношения не имеет. В порядке продолжения: трава зеленая, небо синее, вода мокрая.

...замкнём обратную связь, и входной сигнал, усиленный в 1,06 раза, поступает опять на вход. Выходной сигнал увеличится по отношению к первоначальному уже в 1,06*1,06=1,12 раза и опять поступит на вход... Через n таких мысленных итераций он увеличиться в 1,06**n раз. Через достаточно длительное время он достигнет напряжения питания. Дальше расти уже не сможет из уважения к закону сохранения энергии.
По модели же и на практике он нарастает до значительно меньшей амплитуды.
Что ограничивает его, казалось бы, неограниченный рост? В чём ошибка рассуждений?

Ошибка рассуждений в том, что этот самый петлевой коэффициент передачи 1.06 Вы полгаете стабильным при любой амплитуде сигнала. Скажу Вам по секрету: тот самый коэффициент 1.06 на самом деле по мере роста амплитуды плавно уменьшается до 1 и рост амплитуды прекращается. Почему уменьшается, уже говорили об этом.

Сообщение отредактировал Proffessor - Nov 2 2013, 11:16

[Abell]

Детальный разбор в общем правильный, но видите ли, к вопросу механизма стабилизации и саморегуляции амплитуды это описание отношения не имеет. В порядке продолжения: трава зеленая, небо синее, вода мокрая.

А про саморегуляцию я раньше уже писал При прочих равных условиях два параметра определяют максимальную амплитуду на контуре - R5 по схеме ТС и фактическая добротность контура