Генераторы несинусоидальных колебаний электротехника

Генераторы синусоидальных и несинусоидальных колебаний.

Генераторы синусоидальных колебаний.

T ремя основными типами электронных генераторов сигналов синусоидальной формы являются LC генераторы, кварцевые генераторы и RC генераторы.
LC генераторы используют колебательный контур из конденсатора и катушки индуктивности, соедененных либо параллельно, либо последовательно, параметры которых определяют частоту колебаний. LC генераторы используют в основном, в диапазоне радиочастот. На низких(звуковых) частотах удобнее применять RC генераторы, в которых для задания частоты колебаний используются резистивно — емкостная цепь.

LC генераторы синусоидальных колебаний.

Основными типами LC генераторов являются генератор Хартли и генератор Колпитца.

Генератор Хартли.

В генераторе Хартли, или как еще называют эту схему — индуктивной трехточке положительная обратная связь, необходимая для возникновения колебаний берется с отвода катушки индуктивности(L1 — L2) колебательного контура.

Генератор Колпитца.

В генераторе Колпитца (емкостной трехточке) положительная обратная связь снимается с средней точки составной емкости(C1 — C2) колебательного контура. Генератор Колпитца более стабилен, чем генератор Хартли и более часто используется. Когда требуется высокая стабильность, используют кварцевые генераторы.

Кварц — это материал, способный преобразовывать механическую энергию в электрическую и наоборот. Если к кристаллу кварца приложить переменное напряжение, он начнет колебаться, в такт с его частотой. Каждый кристалл обладает собственной резонансной частотой, зависящей от его размеров и структуры. Чем ближе частота приложенного напряжения, к резонансной частоте, тем выше интенсивность колебаний. Для изготовления кварцевого резонатора на кристаллическую пластинку кварца наносят металлические электроды.

Схема кварцевого генератора Хартли с параллельной обратной связью.

Кварц включен последовательно в цепь обратной связи. Если частота колебательного контура отклоняется от частоты кварца, волновое сопротивлние(импенданс) кварца увеличивается, уменьшая величину обратной связи с колебательным контуром. Колебательный контур возвращается на частоту кварца.

Генератор Пирса.

Очень популярная схема, поскольку в ней не используются катушки индуктивности.

Верхний предел резонанса кварца составляет 25 МГц. Если необходим стабильный генератор на более высокой частоте используют схему Батлера. Колебательный контур настраивается на частоту кварца или на частоту одной из его нечетных гармоник (третьей или пятой).

RC генераторы синусоидальных колебаний.

RC генераторы используют для задания частоты резисивно — емкостную связь. Основные два вида генераторов синусоидальных колебаний это: генератор с фазосдвигающей цепью и генератор на основе моста Вина. Генератор с фазосдвигающей цепью — это обычный усилитель с фазосдвигающей цепью обратной связи. На комбинации цепочек имеют место потери мощности, поэтому транзистор должен иметь достаточно высокий коэффициент усиления.

Частота генератора рассчитывается по формуле.

R в этой формуле — значения сопротивлений R1,R2, (они одинаковые). C — это соответственно, любое из значений емкости С1 или С2 (также одинаковые)

Генератор на основе моста Вина – двухкаскадный усилитель с цепью опережения-запаздывания и делителем напряжения.

Резисторы R1 и R2 одинакового номинала(по сопротивлению), сопротивление резистора R3 примерно вполовину меньше. Емкость конденсаторов C1 и C2 равна, а конденсатора C3 — примерно в два раза больше.
Частота генерируемых колебаний определяется соотношением.

Где C — номинал конденсатора C1(C2), R номинал сопротивления — R1(R2).
При R1,R2 = 10KOm, R3=4,7KOm, C1,C2 =16нФ, C3=33нФ частота равняется, примерно — 1000гц.
Используя сдвоенный переменный резистор (в качестве R1 и R2) можно плавно изменять частоту колебаний в больших пределах.

Генератор синосуидальных колебаний имеющий несколько поддиапазонов, можно получить с помощью несложной коммутационной схемы, с помощью которой можно попеременно подключать конденсаторы различной емкости, в качестве С1, С2 и С3. Подобное устройство может быть очень полезным для радиолюбителя, в частности — для настройки различных усилительных каскадов.

Читайте также: Как поменять ремень генератора 1zz двигатель

Генераторы несинусоидальных колебаний.

Генераторы несинусоидальных колебаний применятся для создания периодических электрических сигналов произвольной формы – прямоугольной, пилообразной или треугольной формы.

Блокинг – генератор.

Пока конденсатор заряжен — транзистор закрыт. Но конденсатор постепенно разряжается через резистор и запирающее напряжение исчезает. Транзистор начинает приоткрываться — появляется ток в цепи обмотки трансформатора, соответственно на вторичной обмотке возникает напряжение способствуещее лавинообразному открыванию транзистора.
Транзистор переходит в режим насыщения — конденсатор заряжается через переход эмиттер – база, напряжение в вторичной обмотке падает до нуля. Транзистор запирается, после чего процесс повторяется снова и снова.

Очень часто, схему блокинг — генератора используют в различных устройствах, преобразующих постоянный ток в переменный. Это — различные импульсные блоки питания, вариации которых встречаются в современной аппаратуре очень широко. Преобразователи постоянного тока в переменный, с повышением выходного напряжения — являются основой целого ряда устройств, разной степени полезности — от портативного мегаомметра, до карманного электрошокера.

Мультивибратор.

Мультивибратор — генератор импульсов формы близкой к прямоугольной. Его основу составляют два усилительных каскада связанных между собой так, что на вход каждого каскада подается сигнал с выхода другого. Получается, что они по очереди запирают друг друга. Частота зависит от емкости конденсаторов, и величины сопротивления резисторов, через которые осуществляется их разряд.

Мультивибратор можно легко собрать, используя широко распостраненные детали, на абсолютно любых биполярных транзисторах. Кроме основной частоты рассчитываемой по формуле:

мультивибратор вырабатывает большое количество дополнительных гармоник. Если применив высокочастотные транзисторы собрать мультивибратор с основной частотой в звуковой области(лучше около 1000 гц), то частоты высших гармоник оказываются в какой то степени, промодулированными на этой, основной частоте. Получается, что подобный генератор может использоваться как универсальный пробник, для проверки как радиочастотных усилительных трактов, так и каскадов усиления низкой(звуковой) частоты.

Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт «Электрика это просто».

Генераторы несинусоидальных колебаний, мультивибратор

ТЭО.18 (25.05.2020)

Преподаватель Жерневская И.Е.

ОП.02 Электротехника и электроника

Тема: Генераторы несинусоидальных колебаний, мультивибратор. Общие сведения об интегральных схемах. Классификация интегральных схем. Технология изготовления ИМС, БИС. Микропроцессоры и микро-ЭВМ

Цель занятия: Изучить принципиальные схемы генераторов несинусоидальных колебаний, мультивибратора, их работу; виды, назначение и работу интегральных микросхем, технологию их производства; назначение и устройство микро-ЭВМ, структурную схему и принцип работы простейшего микропроцессора.

1. Изучить лекционный материал. Краткий опорный конспект лекционного материала оформить в рабочей тетради.

Данилов И. А., Иванов Г. М., Общая электротехника с основами электроники. Стр. 565-571; 597-607

3. Посмотреть обучающее видео:

— «Как работает мультивибратор» по ссылке:

4. Посмотреть презентацию на тему «Интегральные микросхемы»

5. Посмотреть презентацию на тему: «Микро-ЭВМ и микропроцессоры»

6. Дать ответы на контрольные вопросы в конце лекции.

Ответы на контрольные вопросы с указанием темы и даты (!) оформить в рабочей тетради, сфотографировать на телефон и выслать на дистанционную почту (адреса для обратной связи указаны ниже).

Срок выполнения задания — до 28.05.2020!

Обратная связь:

5. WhatsApp(+380713844123)

Рекомендуемая литература:

1. Данилов И. А., Иванов П. М. Общая электротехника с основами электроники — М.: Мастерство, 2001

2. В. Е. Китаев Электротехника с основами промышленной электроники. Учебное пособие для проф.-тех. училищ. — М.: Высш. школа, 1980. — 254 с.

Читайте также: Генераторы будь то маленькая

Генераторы несинусоидальных колебаний, мультивибратор

Общие сведения и классификация интегральных схем

Технология изготовления интегральных микросхем

Микропроцессоры и микро-ЭВМ

Генераторы несинусоидальных колебаний, мультивибратор

Генераторы несинусоидальных колебаний генерируют несинусоидальные колебания. Это не какая-то особая форма колебаний. Несинусоидальные колебания могут иметь прямоугольную, пилообразную или треугольную форму или комбинацию этих форм. Общей характеристикой для всех генераторов несинусоидальных колебаний является то, что все они — релаксационные генераторы.

Релаксационный генератор запасает энергию в реактивном компоненте в течение одной фазы цикла колебаний и постепенно отдает ее в течение релаксационной фазы цикла.

Релаксационными генераторами являются блокинг-генераторы и мультивибраторы. На рисунке изображена схема блокинг-генератора.

Причиной названия является то, что транзистор легко переводится в режим блокирования (запирания). Условие блокирования определяется разрядом конденсатора С1 Конденсатор. С1 заряжается через переход эмиттер-база транзистора Q1. Однако, когда конденсатор C1 заряжен, у него есть только один путь разряда — через резистор R1. Величина постоянной времени RC цепочки из резистора и конденсатора устанавливает, как долго транзистор будет заперт (блокирован), а также определяет частоту колебаний. Большая постоянная времени соответствует низкой частоте, а маленькая постоянная времени — высокой частоте.

Если выходное напряжение взять с RC цепочки в эмиттерной цепи транзистора, то оно будет иметь пилообразную форму.

RC цепочка определяет частоту колебаний и создает пилообразное напряжение. На транзистор подано напряжение смещения в прямом направлении через резистор R1. Как только транзистор Q1 начинает проводить, конденсатор C1 быстро заряжается. Положительный потенциал на верхней обкладке конденсатора С1 смещает эмиттерный переход в обратном направлении, запирая транзистор Q1. Конденсатор С1 разряжается через резистор R2, образуя задний фронт пилообразного импульса. Когда конденсатор C1 разряжается, транзистор Q1 опять смещается в прямом направлении и начинает проводить, повторяя процесс.

Конденсатор С1 и резистор R2 определяют частоту колебаний. Сделав резистор R2 переменным, можно изменять частоту колебаний. Если резистор R2 имеет высокое сопротивление, постоянная времени RC цепочки велика и частота колебаний низка. Если резистор R2 имеет низкое сопротивление, постоянная времени RC цепочки уменьшится и частота колебаний возрастет.

Мультивибратор — это релаксационный генератор, который может находиться в одном из двух временно стабильных состояний, и быстро переключаться из одного состояния в другое.

На рисунке изображена основная схема автоколебательного мультивибратора.

Основой генератора являются два каскада, связанные между собой таким образом, что на вход каждого каскада подается сигнал с выхода другого каскада. Когда один каскад открыт, другой заперт до тех пор, пока эти условия не поменяются местами. Цепь самовозбуждается благодаря наличию положительной обратной связи. Частота колебаний определяется параметрами цепи связи.

Астабильный мультивибратор является разновидностью автоколебательных мультивибраторов.

Астабильный мультивибратор вырабатывает прямоугольные импульсы. Изменением постоянной времени RC цепочки цепей связи можно получить прямоугольные импульсы любой желаемой ширины. Изменением значений резистора и конденсатора может быть изменена рабочая частота. Стабильность частоты мультивибратора выше, чем у типового блокинг- генератора.

Интегральной микросхемой, которая может быть использована в качестве астабильного мультивибратора является таймер 555.

Эта интегральная микросхема может выполнять много функций. Она состоит из двух компараторов, триггера, выходного каскада и разрядного транзистора.

На рисунке ниже изображена схема, в которой таймер 555 используется в качестве астабильного мультивибратора.

Читайте также: Замена генератора opel omega b

Частота колебаний определяется резисторами RA и RB и конденсатором С1. Эта цепь находит широкое применение в промышленности.

Генератор колебаний

Генератор колебаний — это устройство или цепь, преобразующее питание постоянной мощности, такое как постоянный ток в пульсирующий ток или сигнал. Этот преобразованный сигнал может быть переменным током или пульсирующим постоянным током.

Генератор колебаний

Транзисторные генераторы колебаний делятся на две группы: синусоидальные генераторы колебаний и несинусоидальные генераторы колебаний.

Синусоидальные генераторы колебаний создают сигнал синусоидальной волны, а несинусоидальные генераторы создают сигнал любого другого типа, кроме синусоидальной волны. Один пример несинусоидального сигнала представляет собой прямоугольная волна.

Устройство генератора колебаний

Все генераторы колебаний (синусоидальный и несинусоидальный) содержат следующие цепи: цепь настройки, цепь усилителя и цепь обратной связи.

Цепь настройки — это цепь, в которой ток течет сначала в одном направлении, а затем в другом направлении в результате зарядки и разрядки конденсатора и расширения и сжатия магнитного поля вокруг катушки. Цепь усилителя создает выходной сигнал, который является увеличенным вариантом входного сигнала. Цепь обратной связи обеспечивает путь для того, чтобы часть выходного сигнала усилителя была возвращена, или подана обратно, на вход схемы усилителя. В случае генератора колебаний часть выходного сигнала с усилителя подается обратно на схему настройки.

Цепи в типовом генераторе колебаний

Цепь настройки может состоять из различных комбинаций сопротивлений, конденсаторов и катушек. Имеется два основных типа цепей настройки: цепочки LC и цепочки RC. Цепь настройки LC состоит из катушки и конденсатора, соединенных параллельно. Цепь настройки RC состоит из сопротивления и катушки, соединенных последовательно, как показано на Рисунке 1-ЗВ.

Типы цепей настройки

Принцип действия генератора синусоидальных колебаний

Когда переключатель разомкнут, постоянный ток больше не подается на конденсатор, так что конденсатор начинает разряжаться. Когда это происходит, ток течет от отрицательной обкладки конденсатора через катушку обратно к другой обкладке конденсатора. Ток, проходящий через катушку, возбуждает магнитное поле вокруг катушки.

Когда конденсатор полностью разряжается, ток через колебательный контур прекращается. В этот момент магнитное поле вокруг катушки достигает максимума. Поскольку больше нет тока через катушку, магнитное поле начинает спадать. Спадающее магнитное поле ведет к тому, что заставляет течь ток, направляя конденсатор в противоположном направлении.

Когда магнитное поле вокруг катушки исчезает полностью, конденсатор снова разряжается и ток течет через катушку в обратном направлении. Ток через катушку снова возбуждает магнитное поле вокруг катушки. Когда конденсатор полностью разряжается, ток через цепь колебательного контура останавливается и магнитное поле вокруг катушки снова исчезает, заряжая конденсатор до его исходной полярности.

Только что описанная последовательность представляет собой одно полное колебание. Колебания будут продолжаться до тех пор, пока в колебательном контуре имеется энергия. Частота, или скорость колебаний в схеме колебательного контура будет зависеть от размера катушки и размера конденсатора. Частота может быть изменена путем изменения размера катушки и/или изменением размера конденсатора. Сопротивление катушки, конденсатора и в проводах, которые связывают компоненты, влияют на длительность времени, в течение которого колебания будут продолжаться. Некоторая часть энергии в цепи используется для того, чтобы преодолеть сопротивления этих компонентов. Поскольку эта энергия меняется, колебания будут уменьшаться или затухать, и в конечном счете они остановятся, когда энергия иссякнет.

Свежие записи
- Как я ремонтировала свой автомобиль
- Автомобильные зеркала
- Ностальгия по «бугатти»
- Тест драйв. OPEL MOKKA – лучший полноприводный кроссовер в своем классе
- McFarlan — от рассвета до заката