Теорія: генератори. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору

 Коментарі до статті

Загальні принципи генерування коливань

Відомо, що з нічого не народжується. Щоб зробити в природі якусь дію, скажімо, створити рух, треба витратити певну енергію. Коливання, зокрема й електричні, - одне із видів руху. Енергія м'язів потрібна, щоб розкачати гойдалку, енергія пари або води, що скупчилась перед греблею, - щоб розкрутити турбіну і виробити струм промислової частоти (50 Гц). Так само енергія джерела електроживлення дозволяє збудити радіочастотний генератор, який, по суті, є перетворювачем енергії постійного струму в енергію високочастотних коливань - їх можна посилити і підвести до антени радіопередавача.

У перших радіопередавачах, наприклад, функції генерування і посилення коливань поєднувалися в одному пристрої, виконаному на потужній радіолампі (а ще раніше - на іскровому або дуговому розряднику або машині високої частоти). Згодом виявилося доцільніше генерувати коливання порівняно малої потужності (але високостабільні), а потім посилювати їх до потрібного рівня. Генератори, в яких самостійно виникають коливання, називаються самовозбуждающимися, або автогенераторами, а підсилювачі потужності високочастотних коливань часто називають генераторами зі стороннім збудженням.

Малопотужні генератори – гетеродини – є майже в кожному радіомовному та телевізійному приймачі. Вони є частиною перетворювача частоти - пристрою, службовця для перенесення сигналу з частоти, що приймається на так звану проміжну частоту, на якій і відбуваються основне посилення, фільтрація і обробка сигналу. Такий приймач називають супергетеродинним.

Автогенератор зазвичай містить підсилювальний елемент, вихід якого з'єднаний з входом ланцюгом зворотного зв'язку (ОС), як показано на рис. 44.

Полярність коливань, що надходять на вхід по ланцюгу ОС, повинна бути такою, щоб підтримувати коливання, що вже є в системі, збільшуючи їх амплітуду Така ОС називається позитивною (ПОС). При коефіцієнті передачі петлі підсилювальний елемент - ланцюг ОС більш ніж одиниця досить найменшого поштовху, навіть теплових флуктуацій, щоб у автогенераторі виникли коливання. Їх амплітуда буде наростати доти, доки не запрацює якийсь стримуючий механізм, що знижує посилення, наприклад, поки не настане обмеження амплітуди в підсилювальному елементі.

Релаксаційні генератори

Якщо в генераторі застосувати широкосмугові підсилювач і ланцюг ОС (широкосмугові - значить пропускають широку смугу частот, від найнижчих до досить високих), вийде релаксаційний генератор. Процес самозбудження у ньому відбувається настільки швидко, що не встигає пройти навіть одного циклу (періоду) коливань, як підсилювальний елемент виявляється в режимі насичення (обмеження). Після цього пристрій має деякий час "відпочити" (relax - відпочивати), щоб повернутися до початкового стану, після чого процес повториться.

Релаксаційні генератори виробляють несинусоїдальні коливання. На їх основі створюють генератори коротких імпульсів прямокутної, трикутної або будь-якої іншої напруги спеціальної форми. Їх використовують, наприклад, для генерування напруги розгортки у телевізорах. Котушок індуктивності в релаксаційних генераторах найчастіше немає (винятком є ​​трансформатор у блокінг-генераторі), а частота або період коливань визначається тривалістю зарядки-розрядки конденсаторів через резистори, тобто постійного часу RC-ланцюгів (t = RC).

Один з найпростіших релаксаційних генераторів зазвичай виконують на тригері Шмітта (рис. 45,а) - пристрої, вихідна напруга якого може приймати два значення - висока (скажімо, 5) і низька (О В). Якщо напруга на вході тригера зростає, то при певному його значенні (наприклад, 3) вихідна напруга стає низьким, а при падінні вхідної напруги нижче іншого порога (наприклад, 2) - високим. Таким чином, характеристика передачі тригера Шмітта має вигляд прямокутної петлі гістерези, на що і вказує фігура на його умовному позначенні. На те, що вихідна напруга інвертована, тобто має зворотну полярність щодо вхідного, вказує кружок вихідного виводу мікросхеми. Готові тригери Шмітта є у різних серіях цифрових мікросхем, що випускаються промисловістю.

Працює цей генератор так. Після його включення конденсатор С1 розряджений, напруга на виході DD1 - висока. Конденсатор С1 починає заряджатися через резистор R1 і через деякий час напруга на ньому досягає верхнього порога перемикання тригера (3). Вихідна напруга стрибком знижується до нуля, і конденсатор починає розряджатися через той самий резистор. Коли напруга на ньому знизиться до нижнього порога перемикання (2 В), вихідна напруга стрибком віці р. Такий процес буде періодично повторюватися - виникнуть автоколивання. Форма напруги на конденсаторі близька до трикутної (рис. 45 б), а на виході генератора - прямокутна (рис. 45,в).

Розглянемо ще один поширений релаксаційний генератор, виконаний на дискретних елементах, - мультивібратор (рис. 46).

По суті - це двокаскадний транзисторний підсилювач зі зв'язком між каскадами через розділовий конденсатор С1. Конденсатор С2 з'єднує вихід підсилювача з входом, утворюючи ОС. Оскільки кожен каскад інвертує сигнал, після двох каскадів сигнал виявляється неінвертованим, а зворотний зв'язок - позитивним. R1 і R4- резистори навантаження каскадів, a R2 і R3 - резистори зсуву, що задають деякий початковий струм бази, що забезпечує насичення транзисторів.

На колекторах транзисторів формуються протифазні імпульси, формою близькі до прямокутним. Якщо номінали резисторів та конденсаторів однакові, імпульси будуть однаковою тривалістю – такий мультивібратор називають симетричним. За різних номіналів деталей імпульси стануть несиметричні - один напівперіод коротший, інший довший. Мультивібратор стає несиметричним.

Схем релаксаційних генераторів багато, з ними можна познайомитись у радіотехнічній літературі, присвяченій імпульсній техніці. Сьогодні подібні пристрої в більшості випадків виконують на цифрових мікросхемах, що простіше, зручніше та надійніше.

Автор: В.Поляков, м.Москва

Дивіться інші статті розділу Початківцю радіоаматору.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Колонізація Марса розпочнеться з печер 11.06.2019 У той час як вчені вважають, що колись Червона планета мала відповідні умови для підтримання життя, на сьогоднішній день Марс не можна назвати "гостинним" місцем. Людям, які хотіли б вирушити на Червону планету, доведеться зіткнутися з екстремальними температурами з обох кінців спектру, відсутністю кисню та радіацією, яка може завдати серйозної шкоди здоров'ю майбутніх космічних мандрівників. Існує також проблема ресурсів. Перевезення будівельних матеріалів із Землі на Марс, який у середньому становить близько 225 мільйонів кілометрів, буде надто дорогим. Марсіанські архітектори повинні використовувати ресурси, що вже є у позаземному середовищі. Ось чому майбутні міста на Марсі сильно відрізнятимуться від тих, які можна знайти на Землі. Вчені вважають, що майбутні житла на Червоній планеті будуватимуть менш вертикально і нагадуватимуть печери. Вони показали візуалізацію капсул, оповитих зовнішньою оболонкою, що піднімається із землі. Житла були схожі на печери у вигляді скляних куполів, які Дубай припускав у концепції, випущеній у 2017 році. Хоча вони виглядають надійно, на думку вчених, величезні скляні бані на Марсі чи на Місяці не зможуть захистити космонавтів від радіації. На Марсі існують чинники навколишнього середовища, аналогічні Землі, з тією різницею, що вони екстремальніші. Тому вчені пропонують створювати будинки з реголіту, схожі на печери. Вони повинні бути побудовані автономними роботами, щоб забезпечити захист астронавтів, що прибувають. В даний час відновився інтерес до відправлення людських космонавтів і, зрештою, до створення населеного пункту на Марсі. НАСА планує розпочати пілотовану місію на Червону планету у 2030-х роках. Ілон Маск заявив, що SpaceX може побудувати стійку колонію до 2050 року. Дубай дав 98 років на те, щоб збудувати науково-фантастичне місто з купольним дзеркалом на поверхні Марса.

Інші цікаві новини:

▪ Безпечні генно-модифіковані комарі

▪ Постачання HDD повністю відновляться лише до кінця року.

▪ SSD-накопичувач 1 ТБ від Samsung

▪ Розумна лампочка з керуванням через Bluetooth та Zigbee

▪ 12 Тб SSD-сховище AKiTiO Thunder2 Quad Mini

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Електрика для початківців. Добірка статей

▪ стаття Будь-яке давання благо. Крилатий вислів

▪ стаття Як птахи знаходять дорогу під час перельотів? Детальна відповідь

▪ стаття Амфібія Міні-мокік. Особистий транспорт

▪ стаття Генератор тональних імпульсів у контрольному стенді. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ Попередній УЗЧ на мікросхемі К174. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024