Автогенератор схема
Схемы автогенераторов | Основы электроакустики
Главная » Генераторы сигналов » Устройство и принцип действия генераторов гармонических колебаний
Схемы автогенераторов
Схемы автогенераторов Кроме рассмотренных ранее схем с трансформаторной связью широко распространены трехточечные схемы с индуктивной автотрансформаторной и емкостной ОС, в которых колебательный контур подключается к электродам транзистора (по переменному току высокой частоты) тремя точками Э, Б, отвод Э от контурной катушки подключен к эмиттеру через малое внутреннее сопротивление источника Ек), а также схемы RС-генераторов. Элементы контура к электродам транзистора должны подключаться так, чтобы выполнялось фазовое условие самовозбуждения генератора. В автотрансформаторной схеме с индуктивной ОС) напряжение ОС снимается с части витков Lc контурной катушки LK, которые заключены между эмиттером и базой транзистора, и через конденсатор С1 подается на его базу.
Мгновенные значения напряжений на катушках Lc и LK относительно средней точки противоположны (сдвинуты по фазе на 180°) и усилительный каскад дополнительно сдвигает фазу на 180°, в результате чего в схеме устанавливается положительная ОС и обеспечивается баланс фаз. Амплитудное условие самовозбуждения удовлетворяется подбором величины ОС (числа витков катушки связи). В схеме с емкостной резонансный колебательный контур образован конденсаторами Cl, C2 и катушкой LK. Напряжение ОС снимается с конденсатора С2. Фазовое условие самовозбуждения в схеме удовлетворяется, поскольку мгновенные значения напряжения на конденсаторах противоположны. Условие баланса амплитуд обеспечивается выбором емкости конденсатора С2. При ее увеличении ОС уменьшается. Настройку контура генератора удобно производить конденсатором переменной емкости СК| включаемым параллельно катушке контура. При включении конденсатора СЗ в контур последовательно с катушкой LK обеспечивается повышение стабильности частоты генератора при изменениях температуры и напряжения источника питания.
Рабочий режим транзистора по постоянному току и его термостабилизация устанавливаются в приведенных схемах с помощью делителя R1R2 и резистора R3.
RC-генераторы формируют гармонические колебания низких частот. На низких частотах затруднительно использование частотно-избирательных LC-цепей вследствие значительного увеличения размеров элементов контура, снижения его добротности, невозможности плавной перестройки контура в широком диапазоне частот. Поэтому для генераторов низких частот применяют частотно-избирательные (фазирующие) RС-цепи. Структурная схема генератора с частотно-избирательной ЯС-цепью содержит широкополосный усилитель ШУ и фазирующую цепь частотно-избирательной обратной связи ЦОС. В качестве фазирующей цепи используют, одно- или многозвенные ЯС-фильтры, обеспечивающие требуемый фазовый сДвиг на частоте генерируемых колебаний. Чтобы чаетота колебаний в генераторе в основном определялась параметрами звеньев фазирующей цепи, а их амплитуда оставалась стабильной в заданном диапазоне частот, усилитель должен иметь большой коэффициент усиления по току и обладать высоким входным и относительно малым выходным сопротивлениями.
Схема RС-генератора с трехзвенной фазирующей RС-цепью. Напряжение на выходе резисторного усилителя сдвинуто по фазе на 180° относительно напряжения на входе. Чтобы получить положительную *ОС в генераторе, трехзвенная фазирующая цепь должна обеспечивать дополнительный фазовый сдвиг сигнала на 180°. Фазирующая цепь вызывает затухание сигнала, поэтому для выполнения условия баланса амплитуд в схеме используют транзистор с относительно большим коэффициентом передачи тока (А21э>45).
Схема RС-генератора с Г-образной фазирующей цепью показана на рис. 105, в. Генератор представляет собой двухкаскадный широкополосный резисторный усилитель с положительной ОС. Каждый из резисторных каскадов изменяет фазу колебании на 180°, поэтому баланс фаз в схеме обеспечивается автоматически. Чтобы генератор работал на одной частоте, условие баланса фаз должно выполняться лишь на рабочей частоте генератора. Для выполнения этого условия в цепь ОС включена фазирующая Г-образная цепь с последовательно соединенными элементами C1R1 и параллельно соединенными C2R2. Цепь C1R1 создает положительный фазовый сдвиг, a C2R2 — отрицательный. На определенной частоте фазовый сдвиг сигнала будет скомпенсирован (окажется равным нулю). На этой частоте и будет осуществляться баланс фаз, т.е. наступит самовозбуждение генератора. Частота генератора to = 1/\/C1RlC2R2 , а при R1=R2=R и С1=С2=С, w=1/RС. Коэффициент передачи фазосдвигающей цепи , а при R1=R2=R и С1=С2=С Kос=1/3. Очевидно, условие баланса амплитуд в схеме выполняется лишь при коэффициенте усиления двухкаскадного усилителя K>3. Свойства фазосдвигающей цепи реализуются при высоком вход-ном сопротивлении первого каскада и малом выходном сопротивлении второго каскада. Для этой цели первый каскад выполняют на полевом транзисторе. Для стабилизации амплитуды колебаний в генератор введена ООС на нелинейных элементах (терморезисторах, лампах накаливания), сопротивление которых зависит от проходящего тока. Регулирование рабочей частоты осуществляется изменением параметров двух элементов фазирующей цепи, поэтому в схеме используют сдвоенные переменные резисторы или сдвоенные конденсаторы переменной емкости.
Генераторы гармонических колебаний
Устройство и принцип действия генераторов гармонических колебаний
Режим работы транзистора в схеме усилительного каскада
Создание гармонических сигналов
Стабилизация частоты генераторов
RC – автогенераторы
Усилитель на полевом транзисторе
Усилитель на биполярном транзисторе с общим эмиттером
2.4. Схемы автогенераторов. 2. Генераторы с самовозбуждением. Устройства генерирования и формирования радиосигналов. Учебное пособие
- Главная
- Радиотехника и Электроника
- Устройства генерирования и формирования радиосигналов
- 2. Генераторы с самовозбуждением
- Категория: 2. Генераторы с самовозбуждением
2.4.1. Простые трехточечные схемы
2.4.2. Сложные трехточечные схемы
2.4.1. Простые трехточечные схемы
Большинство схем автогенераторов можно представить в виде обобщенной трёхточечной схемы, в которой колебательный контур подключён к лампе (транзистору) тремя точками (рис.2.6а). Пренебрегая влиянием инерции электронов, высших гармоник и сеточного тока, уравнение баланса фаз можно выразить равенством ( 2.4’):
jэ =0.
Это означает, что контур настроен на частоту автоколебаний, то есть, согласно рис.2.6а:
X ag + X gк + X ак =0.
Как мы видели, коэффициент обратной связи К=, где - напряжение обратной связи, снимаемое с части контура (рис. 2.1). При резонансе токи в ветвях контура одинаковы, поэтому коэффициент обратной связи K можно представить в виде:
К=
(здесь Ia1Q=Iк - контурный ток). Поскольку напряжение обратной связи и напряжение на контуре синфазны, то реактивные сопротивления X ак и Xgк должны быть одного знака, при этом сопротивление Xag должно быть противоположного знака. В качестве примера на рис.2.6б и 2.6в изображены схемы ёмкостной и индуктивной трёхточечных схем. Эти схемы получили название простых трёхточек.
Рис 2.6.
2.4.2. Сложные трехточечные схемы
На УКВ используют сложные трёхточечные схемы, в которых реактивное сопротивление Xag образовано проходной ёмкостью лампы Сag , а сопротивления Xак и Xgк, которые должны иметь индуктивный характер, - расстроенными контурами, включёнными между анодом и катодом (наружный контур) и между сеткой и катодом (внутренний контур) (рис.
2.7).
Рис.2.7
Рис.2.8
Нагрузочная цепь, с которой связан анодный контур генератора, обычно непостоянна во времени, поэтому собственная частота анодного контура wак (с учётом вносимой в него из нагрузочной цепи реактивности) может изменяться. Из рис 2.8 видно, что генерируемая частота wг ближе к собственной частоте того контура, который настроен на более низкую частоту. Поэтому для ослабления влияния нагрузки на частоту автоколебаний собственная частота анодного контура должна быть выше, чем у сеточного, тогда генерируемая частота будет определяться главным образом параметрами сеточного контура. Если анодный контур сильно расстроен относительно сеточного, то мощность, отдаваемая в нагрузочную цепь, понизится, но при этом непостоянство параметров анодного контура мало отразится на генерируемой частоте. Эту особенность схемы используют для повышения стабильности частоты автоколебаний. Обычно частота анодного контура приблизительно в полтора раза больше, чем сеточного.
- Главная
- Радиотехника и Электроника
- Устройства генерирования и формирования радиосигналов
- 2. Генераторы с самовозбуждением
Как собрать схему генератора | Как вики
в: Howto, Электроника
Посмотреть источник Эта статья незавершенная. Вы можете помочь HowTo Wiki по номеру . расширяя его . Для получения дополнительной информации см. Help:Contents
В этом руководстве кратко описаны различные схемы генератора.
Содержимое
- 1 Генераторы LC
- 1.1 Генератор Колпитца
- 1.2 Осциллятор Хартли
- 1.3 Генератор Клаппа
- Осциллятор Армстронга 1,4
- 1.5 Блокирующий осциллятор
- 2 Венский мост
- Генератор с 3 фазовыми сдвигами
- 4 Прямоугольная волна (цифровая логика)
- 4.1 Мультивибратор
- 4.2 Инвертор кольцевого генератора
- 4.3 КМОП кварцевый генератор
- 4.4 Триггерный генератор Шмитта, инвертор
- Стабильный RC-генератор 4,5
- 5 555 таймер
- 6 Прочие осцилляторы
- 7 Как сделать простой генератор, сделав своими руками катушку индуктивности и конденсатор
Индуктивно-конденсаторные генераторы.
Осциллятор Колпитца
Упрощенная версия формулы такова:
Осциллятор Хартли
Плюсы:
- Изменение частоты с помощью конденсатора переменной емкости
- Выходная амплитуда остается постоянной во всем диапазоне частот
- Коэффициент обратной связи дросселя с ответвлениями остается
Минусы:
- Богатый гармониками
- Не подходит для чистой синусоидальной волны
Генератор Клаппа
Осциллятор Армстронга
на основе схемы регенеративного приемника
Блокирующий осциллятор
Используется любой операционный усилитель и сдвигается фаза обратной связи. Приступить к работе очень просто.
- Полные уравнения
Критерии колебаний:
- Упрощенные уравнения
Чтобы использовать эти уравнения и цифровой и
мультивилятор в речи:
Мультивибратор
Схема имеет два состояния:
Состояние 1':
- Q1 включен
- Коллектор Q1 при 0 В
- Тестовая зарядка C1 через R2 (и Q1)
- Напряжение на базе транзистора Q2 — это напряжение на конденсаторе C1. Первоначально это низкое значение, но оно увеличивается по мере зарядки C1.
- Q2 выключен (при базовом напряжении < 0,6 В)
- C2 разрядка через резисторы R3 и R4
- Высокое выходное напряжение (хотя и немного ниже напряжения питания из-за разрядного тока C2 через R4) и схема переходит в следующее состояние.
Состояние 2
- Q2 включен
- Коллектор Q2 (выходное напряжение) переходит от +В к 0В
- Это ступенчатое изменение на C2 вызывает отрицательный импульс на базе Q1, который быстро выключает его.
- Q1 выключен, его коллектор поднимается примерно до +V.
- C1 разряжается через R1 и R2
- Зарядка C2 через R3 от -V через 0V до +0,6V (это может рассматриваться как разрядка, а не зарядка)
- Напряжение на базе транзистора Q1 — это напряжение на конденсаторе C2. Первоначально это низкое значение, но оно увеличивается по мере заряда C2.
- Это состояние является самоподдерживающимся до тех пор, пока напряжение на базе Q1 не достигнет 0,6 В, после чего Q1 включается, и схема возвращается в состояние 1.
Первоначальное включение питания
При первом включении схемы ни один из транзисторов не включается. Однако это означает, что на данном этапе они оба будут иметь высокие базовые напряжения и, следовательно, тенденцию к включению, а неизбежные небольшие асимметрии будут означать, что один из транзисторов будет включаться первым. Это быстро переведет схему в одно из вышеуказанных состояний, и последует колебание.
Период колебаний
Грубо говоря, продолжительность состояния 1 (высокая мощность) будет связана с постоянной времени R2.C1, поскольку она зависит от заряда C1, а продолжительность состояния 2 (низкая мощность) будет связана с постоянной времени R3.C2, поскольку он зависит от заряда C2 — и эти постоянные времени не обязательно должны быть одинаковыми, поэтому может быть достигнут настраиваемый рабочий цикл.
Однако продолжительность каждого состояния также зависит от начального состояния заряда рассматриваемого конденсатора, а это, в свою очередь, будет зависеть от величины разряда во время предыдущего состояния, что также будет зависеть от резисторов, используемых во время разряда ( R1 и R4), а также от длительности предыдущего состояния, и т.д. . В результате при первом включении период будет довольно долгим, поскольку конденсаторы изначально полностью разряжены, но период быстро сократится и стабилизируется.
Период также будет зависеть от тока, потребляемого с выхода.
Из-за всех этих неточностей на практике обычно используются более сложные ИС таймера, как описано выше.
Инвертор кольцевого генератора
Требуется нечетное количество инверторов. Использование минимального количества каскадов в генераторе позволяет достичь максимальных частот, однако это будет чувствительно к колебаниям напряжения. При использовании большего количества ступеней шум, вызванный колебаниями напряжения, сводится к минимуму. Частота не является точной из-за различий во времени перехода. Это компенсируется за счет управления током, проходящим через транзисторы. Это также позволяет вам сделать его генератором, управляемым напряжением (VCO).
КМОП-кристаллический генератор
Инверторный генератор с триггером Шмитта
Это может быть построено из микросхем серии ttl 7414, 74ls14... или из серии 4000 cmos (например: 4093).
Может использоваться вместо других осцилляторов.
Т = 1,7*RC
Стабильный RC-генератор
Это, вероятно, самый распространенный генератор для любителей электроники, потому что это обычная ИС и хорошо задокументирована.
- См.: http://www.sentex.net/~mec1995/gadgets/555/555.html
- широкополосные усилители
- буферные усилители
- кварцевые генераторы
- эмиттерная дегенерация
- Осциллятор Хартли
- отрицательный отзыв
- Генераторы, управляемые напряжением
- дрейф осциллятора
- Генератор Армстронга
- Нестабильный мультивибратор
- Блокирующий осциллятор
- Генератор Клаппа
- Генератор Колпитца
- Кварцевый генератор
- Электронный осциллятор
- Осциллятор Хартли
- Генератор релаксации
- RLC-цепь
- Генератор Ваккара
- Осциллятор Ройера
- OCXO (сокращение от Oven Controlled X-tal (Crystal) Oscillator) — это метод, используемый для предотвращения изменений температуры, влияющих на резонансную частоту пьезоэлектрического кристалла.
Генератор в электронике — это цепь, которая генерирует сигнал на определенной частоте. Вы можете сделать простой генератор с катушкой индуктивности и конденсатором (две параллельные пластины). Цепь будет попеременно накапливать энергию в конденсаторах (электрическая энергия) и в катушке индуктивности (магнитная энергия). Электроны, выходящие из одной пластины, будут проходить через индуктор. Когда заряд на пластинах становится постоянным, ток затухает. Падение тока создает электродвижущую силу в катушке индуктивности, которая заставляет электроны двигаться в том же направлении, тем самым заряжая другую пластину конденсатора. Вам понадобиться:
- 2 рулона Saran Wrap
- Рулон алюминиевой фольги
- 2 оголенных провода
- Тонкий изолированный медный провод
- Картонная трубка
- Батарея
Шаг, если у вас нет конденсатора
один удобный. Разверните два рулона Saran Wrap на несколько футов. Поместите несколько квадратных футов алюминиевой фольги на каждую развернутую область, чтобы обертка Saran простиралась дальше (покрывала большую площадь), чем алюминиевые листы. Это дополнительное удлинение обеспечит электрическую изоляцию между «пластинами», когда два листа Saran Wrap и алюминий будут снова свернуты вместе. Теперь разрежьте сэндвич Saran Wrap на краю одного из рулонов Saran Wrap и поместите только что отрезанный сэндвич Saran Wrap-алюминий прямо на другой сэндвич Saran Wrap-алюминий. Это делает бутерброд из саран-обертки-фольги-саран-обертки-фольги. Нижний слой Saran Wrap все еще соединен с рулоном Saran Wrap. Вставьте два оголенных провода в сэндвич разными слоями, чтобы они соприкасались с двумя алюминиевыми листами. Затем сверните все это в рулон Saran Wrap, который все еще прикреплен к нижнему слою Saran Wrap. Слой Saran Wrap между двумя слоями фольги изолирует их друг от друга, как воздух в обычном конденсаторе.
Шаг 2: Прикрепите провода конденсатора к противоположным концам батареи изолентой. Это зарядит конденсатор. Дайте ему зарядиться в течение часа, как если бы вы заряжали аккумулятор. http://www.ehow.com/how_5652134_make-simple-oscillator.html
Контент сообщества доступен по лицензии CC-BY-SA, если не указано иное.
Как собрать схему генератора | Как вики
в: Howto, Электроника
Посмотреть источник Эта статья незавершенная. Вы можете помочь HowTo Wiki по номеру . расширяя его . Для получения дополнительной информации см. Help:Contents
В этом руководстве кратко описаны различные схемы генератора.
Содержимое
- 1 Генераторы LC
- 1.1 Генератор Колпитца
- 1.2 Генератор Хартли
- 1.3 Генератор Клаппа
- 1.4 Осциллятор Армстронга
- 1.5 Блокирующий осциллятор
- 2 Венский мост
- Генератор с 3 фазовыми сдвигами
- 4 Прямоугольная волна (цифровая логика)
- 4.1 Мультивибратор
- 4.2 Инвертор кольцевого генератора
- 4.3 КМОП кварцевый генератор
- 4.
4 Триггерный генератор Шмитта, инвертор
- Стабильный RC-генератор 4,5
- 5 555 таймер
- 6 Прочие осцилляторы
- 7 Как сделать простой генератор, сделав своими руками катушку индуктивности и конденсатор
Индуктивно-конденсаторные генераторы.
Осциллятор Колпитца
Упрощенная версия формулы такова:
Осциллятор Хартли
Плюсы:
- Изменение частоты с помощью переменного конденсатора
- Выходная амплитуда остается постоянной во всем диапазоне частот
- Коэффициент обратной связи дросселя с ответвлениями остается
Минусы:
- Богатый гармониками
- Не подходит для чистой синусоидальной волны
Генератор Клаппа
Осциллятор Армстронга
на основе схемы регенеративного приемника
Блокирующий осциллятор
Используется любой операционный усилитель и сдвигается фаза обратной связи. Приступить к работе очень просто.
- Полные уравнения
Критерии колебаний:
- Упрощенные уравнения
Чтобы использовать эти уравнения и и
в цифровом выражении: нестабильный мультивибратор
Мультивибратор
Схема имеет два состояния:
Состояние 1':
- Q1 включен
- Коллектор Q1 при 0 В
- Тестовая зарядка C1 через R2 (и Q1)
- Напряжение на базе транзистора Q2 — это напряжение на конденсаторе C1. Первоначально это низкое значение, но оно увеличивается по мере зарядки C1.
- Q2 выключен (при базовом напряжении < 0,6 В)
- C2 разрядка через резисторы R3 и R4
- Высокое выходное напряжение (хотя и немного ниже напряжения питания из-за разрядного тока C2 через R4) и схема переходит в следующее состояние.
Состояние 2
- Q2 включен
- Коллектор Q2 (выходное напряжение) переходит от +В к 0В
- Это ступенчатое изменение на C2 вызывает отрицательный импульс на базе Q1, который быстро выключает его.
- Q1 выключен, его коллектор поднимается примерно до +V.
- C1 разряжается через R1 и R2
- Зарядка C2 через R3 от -V через 0V до +0,6V (это может рассматриваться как разрядка, а не зарядка)
- Напряжение на базе транзистора Q1 — это напряжение на конденсаторе C2. Первоначально это низкое значение, но оно увеличивается по мере заряда C2.
- Это состояние самоподдерживается до тех пор, пока напряжение на базе Q1 не достигнет 0,6 В, после чего Q1 включается, и схема возвращается в состояние 1.
Начальное включение
При первом включении схемы ни один из транзисторов не включается. Однако это означает, что на данном этапе они оба будут иметь высокие базовые напряжения и, следовательно, тенденцию к включению, а неизбежные небольшие асимметрии будут означать, что один из транзисторов будет включаться первым. Это быстро переведет схему в одно из вышеуказанных состояний, и последует колебание.
Период колебаний
Грубо говоря, продолжительность состояния 1 (высокая мощность) будет связана с постоянной времени R2. C1, поскольку она зависит от заряда C1, а продолжительность состояния 2 (низкая мощность) будет связана с постоянной времени R3.C2, поскольку он зависит от заряда C2 — и эти постоянные времени не обязательно должны быть одинаковыми, поэтому может быть достигнут настраиваемый рабочий цикл.
Однако продолжительность каждого состояния также зависит от начального состояния заряда рассматриваемого конденсатора, а это, в свою очередь, будет зависеть от количества разряда во время предыдущего состояния, которое также будет зависеть от резисторов, используемых во время разряда ( R1 и R4), а также от продолжительности предыдущего состояния, и т.д. . В результате при первом включении период будет довольно долгим, поскольку конденсаторы изначально полностью разряжены, но период быстро сократится и стабилизируется.
Период также будет зависеть от тока, потребляемого с выхода.
Из-за всех этих неточностей на практике обычно используются более сложные ИС таймера, как описано выше.
Инвертор кольцевого генератора
Требуется нечетное количество инверторов. Использование минимального количества каскадов в генераторе позволяет достичь максимальных частот, однако это будет чувствительно к колебаниям напряжения. При использовании большего количества ступеней шум, вызванный колебаниями напряжения, сводится к минимуму. Частота не является точной из-за различий во времени перехода. Это компенсируется за счет управления током, проходящим через транзисторы. Это также позволяет вам сделать его генератором, управляемым напряжением (VCO).
КМОП-кристаллический генератор
Инверторный генератор с триггером Шмитта
Это может быть построено из микросхем серии ttl 7414, 74ls14... или из серии 4000 cmos (например: 4093).
Может использоваться вместо других осцилляторов.
Т = 1,7*RC
Стабильный RC-генератор
Это, вероятно, самый распространенный генератор для любителей электроники, потому что это обычная ИС и хорошо задокументирована.
- См.: http://www.sentex.net/~mec1995/gadgets/555/555.html
- широкополосные усилители
- буферные усилители
- кварцевые генераторы
- эмиттерная дегенерация
- Осциллятор Хартли
- отрицательный отзыв
- Генераторы, управляемые напряжением
- дрейф осциллятора
- Генератор Армстронга
- Нестабильный мультивибратор
- Блокирующий осциллятор
- Генератор Клаппа
- Генератор Колпитца
- Кварцевый генератор
- Электронный осциллятор
- Осциллятор Хартли
- Генератор релаксации
- RLC-цепь
- Генератор Ваккара
- Осциллятор Ройера
- OCXO (сокращение от Oven Controlled X-tal (Crystal) Oscillator) — это метод, используемый для предотвращения изменений температуры, влияющих на резонансную частоту пьезоэлектрического кристалла.
Генератор в электронике — это цепь, которая генерирует сигнал на определенной частоте. Вы можете сделать простой генератор с катушкой индуктивности и конденсатором (две параллельные пластины). Цепь будет попеременно накапливать энергию в конденсаторах (электрическая энергия) и в катушке индуктивности (магнитная энергия). Электроны, выходящие из одной пластины, будут проходить через индуктор. Когда заряд на пластинах становится постоянным, ток затухает. Падение тока создает электродвижущую силу в катушке индуктивности, которая заставляет электроны двигаться в том же направлении, тем самым заряжая другую пластину конденсатора. Вам понадобиться:
- 2 рулона Saran Wrap
- Рулон алюминиевой фольги
- 2 оголенных провода
- Тонкий изолированный медный провод
- Картонная трубка
- Батарея
Шаг, если у вас нет конденсатора
один удобный. Разверните два рулона Saran Wrap на несколько футов. Поместите несколько квадратных футов алюминиевой фольги на каждую развернутую область, чтобы обертка Saran простиралась дальше (покрывала большую площадь), чем алюминиевые листы.
