На самый интересный вопрос есть самый интересный ответ. Если эту змею, кусающую себя за хвост, разомкнуть, получится цепочка каскадов: эмиттерный повторитель, далее регулируемый аттенюатор (R3) и резонатор (контур). Есть такое интересное понятие - петлевой коэффициент передачи по напряжению Кп. Это коэффициент передачи эмиттерного повторителя Кэп(он чуть меньше 1) умноженный на коэффициент передачи резонатора Кр и еще умноженный на коэффициент передачи регулируемого аттенюатора Катт(в даном случае потенциометр R3): Кп=Кэп*Катт*Кр.
Коэффициент передачи резонатора (контура) с учетом коэффициента связи 0.5 будет приблизительно 2 (если учитывать небесконечную добротность контура, то немножко меньше 2). Если Кп все время >1, амплитуда растет неограниченно аж до уровня ограничения. И вот если малосигнальный Кп>1, то при подаче питания генератор запускается, амплитуда олебаний начинает расти. Если R3 и резонатор являются линейными элементами (их коэффициент передачи не зависит от амплитуды сигнала), то с ЭП (в режиме сильного сигнала) дело обстоит несколько иначе. Даже если коэффициент нелинейных искажений эмиттерного повторителя равен хотя бы 1%, имеется некоторая зависимость Кэп от амплитуды входного сигнала. Это наглядно видно в симуляторе: если увеличивать амплитуду входного сигнала ЭП (от внешнего генератора), амплитуда на выходе тоже растет, но растет непропорционально, и таким образом получается, что чем больше амплитуда входного сигнала, тем меньше Кэп . Так вот амплитуда нарастает и одновременно несколько уменьшается этот самый Кэп. А это неиэбежно влечет за собой уменьшение общего Кп (Катт и Кр стабильны и неизменны). И в тот момент, когда Кп уменьшается до значения =1, рост амплитуды прекращается и амплитуда поддерживается неизменной на достигнутом уровне. Если аттенюатором R3 приоткрыть приток энергии в контур, Кп при этом несколько увеличится, тем самым увеличится амплитуда колебаний, но она опять не будет увеличиваться бесконечно (до ограничения) а лишь до того момента, когда опять станет Кп=1.
Вот такая сложная штука эта простейшая схема.

Ежели правильно сделать - то нет.

Чувствительность датчика ограничена тем, что генератор должен обязательно заводится во всем диапазоне изменений внешней среды. Это заставляет иметь запас усиления и снижает чувствительность датчика.

А если нормально сделать AGC, то датчик запустится всегда, от внешней среды будет зависеть только уровень сигнала AGC. И можно подстроить порог к этому (весьма медленно изменяющемуся) уровню и плясать от него. Тогда чувствительность только вырастет, а если возможности подстройки нет - то, как минимум, не снизится.


Если вы внимательно посмотрите на ток эмиттера, вы поймете, что увеличение R5 действут совершенно иначе. А именно - ограничивает максимальный ток, который отдает транзистор на отрицательной полуволне.

Обратите внимание на то, что при увеличении R5 амплитуда колебаний снижается, несмотря на то, что коэффициент передачи эмиттерного повторителя при этом растет (немного утрирую и упрощаю). Задумайтесь.

Ключевая фраза для Вашего правильного понимания - коэффициент передачи ЭП. При увеличении Rэ коэффициент передачи растет только ту ненагруженного ЭП. Для реального нагруженного все наоборот. В режиме микротока Кэп снижается при неизменном сопротивлении нагрузки именно из-за того, что происходит ограничение тока, отдаваемого в контур как положительной, так и отрицательной полуволной, ибо этот ток не может превысить постоянный ток эмиттера, равный половине напряжения питания (реально 1,8V), деленной на R5.

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:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
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.

что есть истина ?

неужели это ?

это есть ложь.

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.


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.

Господа инженеры, задачка о которой вы спорите была решена ещё до изобретения транзисторов, в 1929 году, в кандидатской диссертации А. А. Андронова «Предельные циклы Пуанкаре и теория колебаний».

Адаптированный вариант можно найти в учебнике Понтрягина "Обыкновенные дифференциальные уравнения".

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

Так дайте нам формулу, содержащую только эти два параметра.
Вы и раньше ошибались.


А также классика - Андронов, Витт, Хайкин.

Индуктивность реагирует на приближение металлического предмета.
Устройство использует не сам срыв, а просто работает недалеко от области срыва.


Спасибо за ссылку,изучаю.


Т.е. при этом возрастает чувствительность. На практике так и происходит, но как это объяснить теоретически?


При этом амплитуда генератора становится нестабильной (хаотически меняется в пределах примерно 1% - вроде бы немного, но резко возрастает частота ложных срабатываний). Интуитивно это и понятно, но все же возникает вопрос - а нельзя ли как-то улучшить стабильность сигнала в области, близкой к срыву?


Спасибо! Кажется, наконец-то начинает проясняться!


Я имел ввиду проблему с устойчивостью, которая, насколько мне известно, существует практически во всех системах автоматического регулирования. При решении этой проблемы может возрасти инерционность и сильно увеличится время выхода на рабочий режим после включения.

Ближе к порогу срыва уменьшается запас малосигнального петлевого усиления и уменьшается соответственно тот запас добротности контура, при котором поддерживается автоколебательный процесс. В общем объяснить более внятно без дифференциальных уравнений никак.
Возможно улучшить стабильность работы вблизи порога срыва поможет:
1)дополнительная неглубокая отрицательная обратная связь (например дополнительной катушкой обратной связи в цепи коллектора, слабо связанной с катушкой контура)
2)дополнительная инерционная схема стабилизации амплитуды (на термисторах, лампочках накаливания, интегрирующих детекторах)
Пробуйте.

Обсуждение генераторов, конечно, познавательно, но для измерения расстояния вообще-то достаточно одного импульса, а от датчика в целом нужна стабильность параметров, что, в сумме с вообще необходимостью разрабатывать что-либо новое в данной области, ведёт к простому измерителю на МК.

Не могли бы привести пример такого индуктивного датчика? Насколько я знаю, применяемый мною принцип является оптимальным для таких датчиков, особенно если требуется малый ток потребления.

Proffessor, браво! Кажется, начинаем приходить к обоюдному консенсусу! Огромное спасибо за напоминание о режиме работы каскада, он тоже немаловажен. Я вот о чем:

Абсолютно верно, максимальная амплитуда зависит и от режима работы каскада, другими словами - от симметричности ограничения. Действительно, нагрузка каскада по переменному току может быть намного меньше R5, поэтому для симметричности ограничения и положительной, и отрицательной полуволн надо постоянное напряжение на R5 увеличивать. Кстати, и регулировать амплитуду установившихся колебаний в небольших пределах таким образом намного проще.
Неоднократно высказанное коллегами-оппонентами пожелание предоставить формулы расчета автогенератора по схеме "емкостная трехточка" принял во внимание, делаю методику расчета, результат непременно выложу. А затем попрошу всех сомневающихся сделать то же самое, в качестве небольшого тренинга. Спасибо за критику "теории"

Ну, есть примеры 500 мкА, и может для Вас это оптимально, а есть задачи, где нужно 10 мкА, чтобы от батарейки проработать 10 лет — тогда волей-неволей придётся отказаться от спортивной однотранзисторной схемотехники.

Может, приведете хотя бы парочку примеров, чтобы было понятно, о чем идет речь. И какова чувствительность и дистанция обнаружения таких индуктивных датчиков?

Например, 12 мм (двухпроводный вариант):

http://pewa.panasonic.com/assets/acsd/sunx...x-m-catalog.pdf

Подобные датчики я и имел в виду. Но, во-первых, указанные Вами датчики работают по тому же принципу, что и мой, во-вторых, у них ток потребления не более 10 мА, а не 500 мкА, и в-третьих, дистанция обнаружения даже самого чувствительного из указанных датчиков в несколько раз меньше, чем требуется мне.

Повторяю, речь о двухпроводном исполнении, потрудитесь долистать предложенный документ до указанного места.

И, повторяю, совершенно не важно, что требуется Вам. Я указал возможные задачи, готовых решений которых на рынке нет, и которые придётся решать самостоятельно, так что, зачем это делаете сейчас Вы — не понятно.