Какие элементы входят в структурную схему автогенератора

Основные узлы автогенератора и его структурные схемы

Основным узлом большинства автогенераторов гармонических колебаний является колебательный контур, а генераторы его содержащие называются автогенераторами LC типа.Вторым необходимым узлом автогенератора является источник энергии, который должен пополнять запасы энергии в колебательном контуре. Однако непосредственное подключение источника постоянного тока к контуру не приводит к возникновению незатухающих колебаний, так как для поддержания колебаний в контуре энергию необходимо подавать отдельными порциями синхронно с колебаниями тока в контуре. Для того чтобы в контур поступала пульсирующая энергия, требуется еще одно устройство — клапан(илирегулятор), управляющий поступлением энергии от источника постоянного тока в колебательный контур. Причем поступление энергии должно происходить синхронно с колебаниями электронов в контуре. Упрощенную схему такого автогенератора можно представить в следующем виде (рисунок 2). Здесь: LC– параллельный колебательный контур, в котором возникают колебания электронов;E– источник постоянного напряжения; К – клапан, регулирующий подачу энергии от источника Е в колебательный контур. Рассмотрим типичный механизм автоколебаний, возникающий в схеме. При кратковременном замыкании цепи с помощью клапана К LC-контур соединяется с источником напряжения Е и конденсатор С заряжается до напряжения источника. При размыкании цепи теперь уже в изолированномLC–контуре возникают свободные колебания электронов с собственной частотой. Рисунок 2 – Схема для рассмотрения процессов незатухающих колебаний в автогенераторе LCтипа Однако так как в цепи имеется активное сопротивление катушки и подводящих проводов, то колебания будут затухающими, т.е. амплитуда напряжения (или тока) уменьшается со временем из-за неизбежных потерь энергии. Для получения незатухающих колебаний необходимо пополнение энергии LC– контура от источника напряжения. Для этого через некоторое времяt = T(T– период колебания электронов вLC– контур) с помощью клапана необходимо вновь кратковременно подключить источник к контуру и дозарядить конденсатор до напряжения источника. Далее процесс многократно повторяется. Рисунок 3 – Структурная схема LC-автогенератора гармонических колебаний Наиболее совершенными клапанами-регуляторами являются электронные лампы и транзисторы. Их работой управляет цепь обратной связи. Таким образом, структурную схемуLC-автогенератора гармонических колебаний можно представить в следующем виде ( рисунок 3). Схемы автогенераторов гармонических колебаний в большинстве случаев строятся на базе узкополосных усилителей с положительной обратной связью. Обобщенная схема генератора в этом случае может быть представлена в виде двух четырёхполюсников (рисунок 4): 1) усилителя с коэффициентом усиления ,(1) где: – комплексный коэффициент усиления усилителя по напряжению; и – входное и выходное комплексные напряжения усилителя, соответственно. 2) четырёхполюсника обратной связи с коэффициентом передачи (2) — комплексное напряжения обратной связи . Рисунок 4 –Обобщенная схема автогенератора Часть этой схемы, относящейся к усилителю, иногда называют К-цепью, а часть схемы, относящейся к цепи обратной связи – β-цепью. В свою очередь, узкополосный усилитель можно представить как устройство, состоящее из широкополосного усилительного элемента и избирательного по частоте четырёхполюсника. Тогда более подробную структурную схему автогенератора можно представить в виде каскадного соединения трех четырёхполюсников (рисунок 5). Рисунок 5 – Структурная схема автогенератора в виде трех четырёхполюсников Усилительный элемент представляет собой нелинейный четырёхполюсник -электронную лампу, транзистор, операционный усилитель и т.д. Амплитудная характеристика усилительного элемента U₂ = f (U₁) (зависимость выходного напряжения от входного) линейна лишь в области малых значений входных напряжений. В качестве избирательных по частоте четырёхполюсников могут быть использованы: LC – колебательный контуры, объемные резонаторы, пьезорезонаторы, RC – цепочки с резонансной зависимостью комплексного коэффициента передачи от частоты и др. В данной работе в качестве усилительного элемента используется полевой транзистор, а в качестве избирательного четырёхполюсника – параллельный колебательный LC – контур.

13.02.2015 10.79 Кб 25 TEST2.HTM

13.02.2015 10.29 Кб 26 TEST3.HTM

13.02.2015 1.45 Mб 110 ЛАБ. РАБ LC 1.docx

13.02.2015 2.42 Mб 84 ЛАБ. РАБ LC.doc

13.02.2015 24.58 Кб 28 Титул LC.doc

13.02.2015 59.84 Кб 33 Условие баланса амплитут.docx

Ограничение

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Автогенератор

Автогенера́тор (генератор с самовозбуждением), генератор электрических колебаний , работающий в автоколебательном режиме. Возбуждение автоколебаний в автогенераторе начинается самопроизвольно с возникновения (вследствие электрических флуктуаций ) начальных колебаний , которые нарастают, если мощность , передаваемая в колебательную систему от источника питания, превышает мощность потерь (т. е. происходит самовозбуждение генератора). Компенсация потерь и поддержание стационарного режима работы автогенератора осуществляется за счёт подачи части колебательной энергии с выхода генератора на его вход с помощью положительной обратной связи либо включением в цепь автогенератора элемента с отрицательным сопротивлением (например, туннельного диода ). Частота и форма возбуждаемых автоколебаний определяются свойствами самого генератора.

Структурная схема автогенератора. Структурная схема автогенератора. Простейший автогенератор, вырабатывающий гармонические колебания, содержит колебательный контур , обладающий малым активным сопротивлением, источник питания ( выпрямитель или батарея) и активный (усилительный) элемент (например, электронная лампа , транзистор ) в сочетании с цепью обратной связи. Стабильность частоты автогенератора определяется главным образом температурной стабильностью элементов колебательной системы и её добротностью . Автогенераторы широко применяют в радиопередатчиках (в качестве задающего генератора), в стандартах времени и частоты , синтезаторах частот и др.

Опубликовано 19 декабря 2022 г. в 14:43 (GMT+3). Последнее обновление 9 октября 2023 г. в 16:55 (GMT+3). Связаться с редакцией

Информация

Области знаний: Энергетика Другие наименования: Генератор с самовозбуждением

• Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия»
  Создан при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации.
  Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС77-84198, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 15 ноября 2022 года.
  ISSN: 2949-2076
• Учредитель: Автономная некоммерческая организация «Национальный научно-образовательный центр «Большая российская энциклопедия»
  Главный редактор: Кравец С. Л.
  Телефон редакции: +7 (495) 917 90 00
  Эл. почта редакции: secretar@greatbook.ru

• © АНО БРЭ, 2022 — 2024. Все права защищены.
• Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
  Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей.
• Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
  Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей.

10.1.1 Структурная схема автогенератора

Колебания, самостоятельно возникающие в системе в отсутствии внешних колебательных сил, называются автоколебаниями.

Форма, частота и амплитуда автоколебаний полностью определяются элементами, входящими в систему, создающую их. Такие системы называются автогенераторами или автоколебательными системами (АКС).

АКС включает в себя источник питания, откуда берется энергия для образующихся колебаний, регулятор, управляющий поступлением энергии из источника питания в колебательную систему, собственно колебательную систему, определяющую форму колебаний. Регулятором обычно служит активный усилительный элемент: транзистор, усилительная лампа. Для генерирования гармонических колебаний колебательная система должна представлять собой узкополосный избирательный четырехполюсник. Управляющий активный элемент вместе с колебательной системой образуют нелинейный частотно-избирательный усилитель. Для возбуждения усилителя и поддержания колебаний на необходимом уровне используются колебания, вырабатываемые в самом усилителе: часть энергии колебаний с выхода усилителя подается на его вход по цепи внешней обратной связи (В качестве цепи обратной связи обычно используются пассивные элементы). Таким образом, автогенератор с внешней обратной связью можно представить в виде блок-схемы , представленной на рис.1.

© Андреевская Т.М., РЭ, МГИЭМ, 2004

Общая структурная схема генератора низких частот (НЧ)

В практике эксплуатации радиоэлектронных устройств часто воз­никает необходимость исследовать реакцию какого-либо устройства при воздействии на его вход сигнала, имеющего заданные характеристики. В качестве источников таких сигналов используют измерительные ге­нераторы (ИГ).

Измерительные генераторы (ИГ) – источники, вырабатывающие стабильные сигналы с известными параметрами, частотой, напряжением (мощностью) и формой. Измерительные генераторы обладают высокой точностью установки и стабильностью, а также возможностью регулировки параметров выходного сигнала. Их применяют при настройке измерительной и радиоэлектронной аппаратуры, устройств автоматики и вычислительной техники, градуировке приборов. С помощью ИГ снимают амплитудные, амплитудно-частотные и переходные характеристики четырехполюсников, определяют их коэффициенты передачи; питают различные измерительные устройства, построенные на резонансных и мостовых методах.

ИГ классифицируются по следующим признакам:

1.По диапазону генерируемых частот измерительные генераторы делятся на генераторы:

• низких частот (с диапазоном вырабатываемых частот от 20 Гц до 200 кГц)
• высоких частот (с диапазоном вырабатываемых частот от 200 кГц до 300 МГц)
• сверхвысоких частот (с диапазоном вырабатываемых частот свыше 300 МГц) 2.По форме вырабатывае­мых колебаний они делятся на:

• генераторы синусоидальных коле­баний,
• генераторы импульсов,
• генераторы шумовых сигналов и
• генераторы сигналов специальной формы. Генераторы синусоидаль­ных колебаний делятся на:

• генераторы сигналов и
• генераторы стандартных сигналов, которые отличаются более высокими техническими характеристиками и возможностью получения очень малых величин напряжений.
• генераторы качающейся частоты (свипгенераторы). По виду настройки частоты:

• с плавной настройкой (плавным изменением генерируемой частоты)
• с фиксированной настройкой (на одну или несколько постоянных частот). Изменение частоты может выполняться ручным или автоматическим способом. К НЧ генераторам относятся:

• генераторы основных колебаний RC-типа (с элементами R и C),
• генераторы основных колебаний LC – типа (с контуром LC);
• генераторы на биениях, у которых рабочая выходная частота определяется разностью между частотами, получаемыми от двух высокочастотных генераторов.

К ВЧ генераторам с диапазоном вырабатываемых частот (свыше 300 кГц) относят генераторы с кварцевой стабилизацией частоты.

Генераторы низких частот

Рассмотрим общую структурную схему генератора низких частот (НЧ).

Рисунок – Структурная схема измерительного генератора НЧ

Задающий генератор (ЗГ) предназначен для формирования сигналов с определенной частотой и формой. Представляет собой автогенератор периодических сигналов, и служит для преобразования энергии источника питания в энергию электромагнитных колебаний.

В зависимости от схемы задающего генератора (ЗГ) генераторы низких частот делятся на гене­раторы LC и RC-типа.

После задающего генератора включается усилитель, который предназначен для создания необходимой мощности на нагрузке во всем диапазоне вырабатываемых частот.

Выходное напряжение усилителя изменяется от нуля до максимума при помощи потен­циометра, включенного на его входе.

Напряжение на выходе усилителя изме­ряется электронным вольтметром, а затем поступает на выходное устройство, которое состоит из аттенюатора и согласующего трансформатора.

Аттенюатор (делитель напряжения) предназначен для ослабления выходного сигнала, т.е. для установки нужной величины выходного напряжения.

Согласующий трансформатор предназначен для изменения выходного сопротивления прибора, т.е. для согласования выходного сопротивления генератора с сопротивлением нагрузки. От схемы выходного устройства зависит выходное сопротивление прибора.

Блок питания преобразует напряжение сети переменного тока в напряжение постоянного тока и обеспечивает питание всех блоков генератора.