Лекція 18
Тема: Електронні генератори
1 Загальні відомості про електронні генератори
2 Умови самозбудження автогенераторів
3 Побудова та принцип дії автогенератора типу с
1. Електронним генератором називають електронний пристрій за допомогою якого енергія джерела живлення постійного струму перетворюється в електричні коливання з заданими характеристиками. Таким чином, електронний генератор перетворює електричну енергію одного виду в електричну енергію іншого виду.
Для довідки:
Електронні генератори перетворюють найчастіше механічну енергію в електричну.
Галузі застосування електронних генераторів:
-
радіотехніка;
-
телебачення;
-
зв'язок;
-
вимірювальна техніка;
-
системи автоматизації;
-
обчислювальна техніка;
-
медицина;
-
деякі галузі промисловості.
Класифікувати генератори можна за наступними ознаками:
1) за конструкцією вони поділяються на власно електронні, тобто ті, які виконані на електронних лампах та напівпровідникові;
2) за характером зміни вихідного сигналу вони поділяються на дві групи:
1-генератори гармонійних коливань, на виході яких отримуємо напругу синусоїдальної форми рисунок 18.1.
Uвих
Uвих m
0 t
Т
Рисунок 18.1—Вихідна напруга генератора гармонійних коливань
2-імпульсні генератори.
3)за характером виникнення коливань у схемі генератори поділяються на дві групи:
1-коливання виникають за рахунок властивостей схеми без застосування додаткового джерела коливань. Такі генератори називають генератори з самозбудженням або автогенератори.
2-коливання у схемі виникають при наявності додаткового стороннього джерела коливання, такі схеми називають генератори зі стороннім збудженням. Найбільш поширеними є схеми автогенераторів, генератори зі стороннім збудженням мають допоміжне значення.
2.Схеми автогенераторів взагалі будуються за двома принципами:
1-на основі використання властивостей поодинокого коливального контуру або зв’язаних коливальних контурів. У цьому випадку створюються схеми автогенераторів типу с.
2-на базі підсилювачів напруги з глибоким позитивним зворотнім зв’язком. У цьому випадку створюються схеми автогенераторів типу RC .
Незважаючи на принцип побудови, для одержання у схемі автогенератора незатухаючих гармонійних коливань повинні бути створені умови самозбудження автогенератора, їх дві:
—умова балансу амплітуд: для того щоб у схемі автогенератора коливання не затухали, потрібно щоб кількість енергії, яка надходить у схему генератора від джерела живлення, була не меншою ніж кількість енергії, яка у генераторі втрачається;
—умова балансу фаз: для отримання незатухаючих коливань потрібно щоб напруга на колекторі транзистора та напруга на його базі знаходилась у протифазі. У цьому випадку, у структурі транзистора зменшується рухомість носіїв заряду, енергія яка при цьому виділяється, компенсує додаткові втрати енергії у схемі.
Умова балансу фаз та умова балансу амплітуд повинні діяти одночасно.
3.Базова схема автогенератора типу с створюється на основі підсилювача напруги та поодинокого коливального контуру рисунок 18.2.
Рисунок 18.2—Автогенератор типу с з трансформаторним зв’язком
Призначення елементів схеми:
VT—біполярний підсилювач транзистора;
С1—вхідний розділяючий конденсатор;
С3—вихідний розділяючий конденсатор;
2,С2—коливальний контур;
1—котушка зворотного зв’язку.
Працює схема наступним чином: при включенні джерела живлення спочатку заряджається конденсатор С2, а потім він почина розряджатися через котушку 2. У результаті, у коливальному контурі виникає гармонійне коливання напруги та струму. Навколо котушки 2 виникає змінне електромагнітне коло під дією якого у котушці 1 індуктується змінна напруга, яка прикладається до емітерного р-п переходу транзистора. Тобто, до входу підсилюючого елемента, у результаті цього, в колекторному струмі транзистора з'являється змінна складова, яка тече крізь контур і компенсує втрати. У результаті цього, гармонійне коливання у коливальному контурі та на виході схеми стають не затухаючими.