Контрольна робота
Генератори електричних коливань
Зміст
. Загальні відомості
. Умови виникнення коливань
. Резонансний підсилювач з позитивним зворотним зв'язком
. Умови самозбудження генератора
. Автогенератори з коливальними контурами
. RC-генератори
Література
1. Загальні відомості
Генератором називається пристрій, що перетворює енергію постійного струму в енергію електричних коливань постійної форми і частоти.
За формою генерованих коливань генератори можна умовно розділити на генератори гармонійних (синусоїдальних) коливань і генератори релаксаційних коливань.
Електричні коливання, генеруючи ідеальним генератором гармонійних коливань, має одну спектральну складову. Вихідний сигнал реальних генераторів гармонійних коливань поряд з основною гармонікою містить також ряд гармонік з меншими амплітудами. Існування цих гармонік пов'язано як з тим, що реальне коливання має початок, так і з тим, що генератори в своєму складі містять нелінійні елементи.
Релаксаційні коливання за формою сильно відрізняються від гармонійних, їх спектр містить ряд гармонійних складових із сумірними амплітудами. Прикладом релаксаційних коливань можуть служити послідовності імпульсів різної форми.
Гармонійні коливання можна отримати тільки в генераторах, до складу яких входять коливальні ланцюга. Релаксаційні коливання можуть мати місце в генераторах з як коливальними ланцюгами, так і без них.
Аналогічно підсилювачів генератори гармонійних коливань по діапазону частот діляться на низькочастотні генератори і високочастотні генератори.
Розрізняють також генератори з незалежним (зовнішнім) збудженням і з самозбудженням. Перші без подачі на них зовнішнього сигналу виробляти коливання не можуть. Для генератора з самозбудженням джерела вхідних сигналів не потрібно, коливання в них виникають автоматично при підключенні їх до джерела живлення. Генератори з самозбудженням зазвичай називають автогенераторами.
Надалі під терміном генератор будемо розуміти автогенератор.
. Умови виникнення коливань
генератор частота схемотехніка резонансний
Будь автогенератор гармонійних коливань складається з джерела живлення , пасивної коливальної ланцюга , в якій збуджуються і підтримуються коливання, і активного елементу , керуючого процесом перетворення енергії джерела живлення в енергію генеруючих коливань.
В якості активного елементу можуть використовуватися електронні лампи, транзистори, операційні підсилювачі, тунельні діоди та інші прилади; в якості коливальних ланцюгів як ланцюга, що володіють коливальними властивостями (коливальний контур), так і ланцюги, що не мають цих властивостей (наприклад, RC-ланцюга, коливальний контур з добротністю менше 1). Істотно, що ці ланцюги повинні описуватися диференціальним рівнянням другого порядку або вище.
Зазначена структура автогенератора є умовною, зручною для з'ясування загальних принципів генерації. Часто буває важко розділити ланцюг, в якій порушуються коливання, і активний елемент.
Умови, необхідні для виникнення коливань в генераторі пояснимо на наступному прикладі.
Як відомо, при введенні в коливальний контур порції енергії в ньому виникають затухаючі коливання синусоїдальної форми з частотою, рівною резонансній частоті контуру. Загасання коливань обумовлено наявністю в реальному коливальному контурі активних втрат. Щоб ці коливання не затухали, необхідно компенсувати ці втрати. Це еквівалентно тому, що до опору втрат реального контуру ( R ) додається негативний опір (- R ), тобто вносяться негативні втрати raquo ;. Ефект внесення в контур негативного опору виникає завдяки підсилювальним властивостям активних електронних елементів за рахунок позитивного зворотного зв'язку.
Якщо величина негативного опору більше опору втрат, то амплітуда коливань в контурі буде необмежено зростати з часом. Встановлення постійної амплітуди коливань можливо тільки у випадку, коли величина негативного опору дорівнює опору втрат. Остання умова виконати досить складно, тому до складу генератора повинен входити елемент, що встановлює коливання на заданому рівні. У ролі такого елемента часто виступає активний елемент.
...
