Электрические генераторы и их систематизация
Вернутся на главную

Электрические генераторы и их систематизация


Электрические генераторы и их систематизация на нашем сайте

Статьи
Статьи для студентов
Статьи для учеников
Научные статьи
Образовательные статьи Статьи для учителей
Домашние задания
Домашние задания для школьников
Домашние задания с решениями Задания с решениями
Задания для студентов
Методички
Методические пособия
Методички для студентов
Методички для преподавателей
Новые учебные работы
Учебные работы
Доклады
Студенческие доклады
Научные доклады
Школьные доклады
Рефераты
Рефератывные работы
Школьные рефераты
Доклады учителей
Учебные документы
Разные образовательные материалы Разные научные материалы
Разные познавательные материалы
Шпаргалки
Шпаргалки для студентов
Шпаргалки для учеников
Другое

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ RC-ГЕНЕРАТОРА НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Введение

Применение LC-автогенераторов для генерирования гармонических колебаний в области низких и инфранизких частот (меньше 15-20 кГц) затруднительно из-за громоздкости катушек в колебательном контуре. В этой области частот широко применяются автогенераторы RC-типа, в которых вместо LC-контуров применяются RC-цепи. RC-автогенераторы могут генерировать стабильные гармонические колебания в широком диапазоне частот от долей Гц до сотен кГц. Принцип работы RC-автогенераторов, их устройство, теория самовозбуждения и стационарного состояния подробно изложены в этом пособии.

Цель работы:

1) Изучение принципа работы, устройств и схем автоколебательных генераторов гармонических колебаний RC-типа.

2) Изучение теории самовозбуждения и стационарного состояния автогенератора.

3) Изучение переходного режима работы автогенератора.

4) Овладение навыками работы с электронными приборами: осциллографом, цифровым вольтметром, частотомером.

Задачи:

1) Экспериментальные исследования зависимости квазирезонансной частоты автогенератора от коэффициента усиления усилителя.

2) Определение коэффициента передачи цепи обратной связи.

3) Измерение квазирезонансной частоты автогенератора.

4) Измерение фазового сдвига между выходным и входным напряжениями.

5) Определение фазового портрета напряжения автогенератора.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Электронные генераторы и их классификация

Электронный генератор – это устройство, в котором осуществляется преобразование энергии постоянного тока в энергию переменного тока требуемой амплитуды, частоты, формы и мощности. В общем виде генерация синусоидальных колебаний представляет собой процесс, связанный с преобразованием частотного спектра (рисунок 1), так как при генерации энергия источника постоянного тока преобразуется в энергию высокочастотных колебаний.

Рисунок 1 – Преобразование спектра при генерации:

а) исходный спектр; б) спектр после преобразования

В зависимости от частоты генерируемых колебаний различают генераторы:

1) Низкочастотные (НЧ), вырабатывающие колебания в диапазоне частот

20 Гц ¸100 кГц.

2) Высокочастотные (ВЧ) - в диапазоне частот 100 кГц ¸ 100 МГц.

3) Сверхвысокочастотные (СВЧ) - в диапазоне частот 100 МГц ¸ 10 ГГц и выше.

Являясь первоисточником электрических колебаний, автогенераторы широко используются в радиопередающих и радиоприемных устройствах, в измерительной аппаратуре, в электронных вычислительных машинах, в устройствах телеметрии и т. д. В данной работе рассмотрен автогенератор гармонических колебаний.

1.2 Структурная схема автогенератора

Схемы автогенераторов гармонических колебаний в большинстве случаев строятся на базе усилителей с положительной обратной связью.

Структурная схема генератора в этом случае может быть представлена в виде двух 4-х полюсников (рисунок 2):

Рисунок 2 – Структурная схема автогенератора

Первый 4-полюсник – это усилитель с комплексным коэффициентом усиления равным

, (1)

где: – комплексный коэффициент усиления усилителя по напряжению;

и – входное и выходное комплексные напряжения усилителя, соответственно.

Второй 4-х полюсник – это цепь обратной связи с коэффициентом передачи

(2)

– комплексное напряжения обратной связи.

Часть этой схемы, относящейся к усилителю, иногда называют К-цепью, а часть схемы, относящейся к цепи обратной связи – β-цепью.

Усилительный элемент усилителя представляет собой нелинейный 4-полюсник: электронную лампу, транзистор, операционный усилитель и т.д. Зависимость выходного напряжения от входного: Uвых = f (Uвх) - амплитудная характеристика усилительного элемента - линейна лишь в области малых значений входных напряжений.

В качестве 4-х полюсников, коэффициент передачи которых зависит от частоты, обычно используются: LC–колебательный контур, RC–цепи с частотно-зависимым комплексным коэффициентом передачи, объемный резонатор, пьезорезонатор.

В области высоких частот, как правило, применяются автогенераторы LC-типа. В диапазоне низких частот их технические характеристики и показатели существенно ухудшаются вследствие резкого возрастания величин индуктивностей и емкостей колебательных контуров и соответствующих им размеров катушек индуктивностей и конденсаторов. Наряду с автогенераторами LC - типа в настоящее время широко используются генераторы RC–типа, в которых вместо колебательного контура применяются избирательные RC-фильтры (или цепи). Генераторы типа RC могут генерировать весьма стабильные синусоидальные колебания в сравнительно широком диапазоне частот от долей герца до сотен килогерц. Кроме того, они имеют малые габариты и массу. Наиболее полно преимущества генераторов типа RC проявляются в области низких и инфранизких частот.





Название статьи Электронные генераторы и их классификация