Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Общие сведения. Электронным генератором называют устройство,преобразую­щее энергию источника постоянного тока в энергию незатуха­ющих электрических колебаний заданой




ГЕНЕРАТОРЫ

Электронным генератором называют устройство,преобразую­щее энергию источника постоянного тока в энергию незатуха­ющих электрических колебаний заданой

частоты и мощности.

Различают электронные генераторы гармонических (синусои­дальных) и импульсных (релаксационных) колебаний.

Электронные генераторы гармонических колебаний применя­ют в установках для высокочастотного нагрева ме-таллов, сушки и сварки диэлектриков, в приборах для конт-роля качества раз­личных веществ и т.д.

В зависимости от частоты генераторы разделяют на низко­частотные (0,01...100 кГц), высокочастотные (0,1…100 МГц) и сверхвысокочастотные (свыше 100 МГц).

Если охватить усилитель петлей положительной обратной связи по напряжению, он самовозбуждается. Такое устройство работает в автоколебательном режиме и является ав­тогенератором.

В большинстве случаев для автогенератора не требуется внешнего возбуждающего воздействия, а формирование переменного напряжения или тока происходит за счет внутренних процессов. Если на выходе автогенераторов формируется пере-менное напряжение по форме, близкой к синусоидальной, то они относятся к автогенераторам гармонических колебаний. Если же форма выходного напряжения близка к прямоугольной, пилообразной и т.д., то такие устройства относятся к генераторам релаксационных или разрывных колебаний. В данной работе исследуется автогенераторы гармонических или синусоидальных колебаний.

Блок-схема автогенератора представлена на рисунке 6.18 в виде замкнутой системы с положительной обратной связью.

В автогенераторах наличие цепи ПОС принципиально необходимо, Иногда используют дополнительно и цепь отрицательной обратной связи, но только с целью улучшении характеристик автогенератора. В реальных автогенераторах могут объединяться блок 1 и блок 2, т.е. будет реализован избирательный усилитель, или же блок 2 и блок 3, т.е. будет введена частото-зависимая избирательная цепь ПОС.

 

 


Рисунок 6.18. Блок схема генератора:

1. блок - усилитель, восполняющий потери энергии в избирательной цепи и цепи обратной связи;

2. блок - избирательная цепь (в RC -автогенераторах фазирующая или частотозадающая цепь). Эти цепи определяют частоту, на которой будет работать автогенератор;

3. блок - цепь положительной обратной связи (ПОС).

 

Для возникновения и существования колебаний в замкнутой системе необходимо выполнение двух условий:

а) баланс амплитуд: ; (6.22)

б) баланс фаз: , где n = 0, 1, 2…;

Условие баланса амплитуд требует, чтобы общий коэффициент передачи по замкнутой петле обратной связи был больше единицы для возникновения и нарастания амплитуды колебаний и равен единице для установившегося режима. Условие баланса фаз, соответственно, требует, чтобы суммарный фазовый сдвиг по замкнутой петле обратной связи был равен нулю градусов или был кратным 2p, т.е. система охвачена положительной обратной связью.

6.3.2. - автогенератор

Исследуем принцип работы автогенератора типа ,

принципиальная схема которого приведена на рисунке 6.19. Гене-ратор построен на двухкаскадном усилителе, в цепь обратной по-ложительной связи включена цепь Вина.

 

 

 


Рисунок 6.19. Схема автогенератора с цепью Вина

 

При включении источника питания в цепи коллектора начинает протекать ток. Несмотря на то, что питание осуществляется от источника постоянного тока, реальный ток через контур и транзистор не остается постоянным, а у него имеется переменная составляющая, амплитуда которой может быть очень маленькой, но принципиально она присутствует. Это явление обусловлено шумовыми свойствами транзистора, а также флуктуационными изменениями значений резисторов, конденсаторов, индуктивностей, использованных в схеме. Как показали теоретические и экспериментальные исследования спектр этой переменной составляющей очень широкий, в нем присутствуют практически все частоты от "0". Сигнал усиливается и поступает на выход. С выхода через цепь обратной связи сигнал заводится в цепь Вина, которая используется в качестве фазирующей или частотозадающей цепи и включена в цепь ПОС. Для выполнения условия баланса фаз использован двухкаскадный усилитель на транзисторах , который обеспечивает фазовый сдвиг на 360о. Т.к. коэффициент передачи цепи Вина на частоте квазирезонанса равен 1/3, то коэффициент усиления усилителя, для выполнения условия баланса амплитуд, должен быть равен или больше 3. Но двухкаскадный усилитель обеспечивает значительно больший коэффициент усиления. И для его снижения усилитель дополнительно охвачен общей отрицательной обратной связью (ООС) по напряжению. Причем ООС выполнена с использованием нелинейных инерционных элементов. Применяемые элементы обладают таким свойством, что их сопротивление зависит от значения протекающего тока. Если допустить, что транзисторы в усилителе работают в режиме ограничения, то появляющиеся в результате этого высшие гармонические составляющие пройдут на выход автогенератора и форма выходного напряжения будет искаженной, т.е. появятся большие нелинейные искажения.

Цепь Вина работает как фильтр, который пропускает на вход усилителя только те частоты, которые лежат в полосе пропускания данного фильтра. На усилителе пришедший сигнал складывается с первоначальным сигналом, усиливается и поступает в цепь обратной связи и т. д. Т.е система сама себя начинает «раскачивать», в системе наблюдается нарастание амплитуды колебаний, как это показано на рисунке 6.20, амплитуда переменного напряжения начинает расти. В какой же момент этот процесс роста закончится?

 

 

 

 


Рисунок 6.20. Нарастание колебаний в генераторе

 

Размах амплитуды переменного напряжения в усилителе не может превышать значение напряжения источника питания, и, в конечном итоге, заходит в режим ограничения, где его усилительные свойства резко падают, и дальнейший рост амплитуды прекращается. Т.е. система переходит в установившийся режим, где амплитуда коле-баний становится постоянной.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 691; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.009 сек.