Кривоносенко Геннадий Владимирович
Должность:преподаватель общепрофессиональных дисциплин
Группа:Посетители
Страна:Россия
Регион:Воронежская область г. Семилуки
01.11.2014
0
1354
0

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 12 ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ - МУЛЬТИВИБРАТОРА, ОДНОВИБРАТОРА И БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРА

ЛабораторнОЕ ЗАНЯТИЕ № 12

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ - МУЛЬТИВИБРАТОРА,

ОДНОВИБРАТОРА И БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРА

 

Цель занятия: практическое ознакомление со схемами распространенных импульсных устройств.

 

Перечень приборов.

1.      Лабораторный стенд.

2.      Сменный блок №6.

3.      Соединительные провода.

 4.  Электронный осциллограф.

Рекомендуемая литература. 1) курс лекций; 2) (1) стр. 560 – 571; 3) (2) стр. 171 – 187.

 

Контрольные вопросы.

1. Что такое мультивибратор?

2. В чем отличие одновибратора от мультивибратора?

3. В чем состоит особенность блокинг-генератора?

4.Чем определяется длительность импульсов мультивибратора?

5.Объяснить преобразование пилообразного напряжения в импульсное в блокинг-генераторе.

    

Краткие теоретические сведения.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ .

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Электронный генератор это устройство, преобра­зующее электрическую энергию источника постоянного тока в энергию незатухающих электрических колеба­ний заданной формы и частоты.

Электронные генераторы широко используют в ра­диоаппаратуре, измерительной технике, устройствах автоматики, электронно-вычислительных машинах и т д.

По способу возбуждения генераторы подразделяют на генераторы с независимым возбуждением и генераторы с самовозбуждением (автогене­раторы). Генераторы с независимым возбуждением являются усилителями колебаний, которые вырабаты­вают посторонние источники. Автогенераторы сами создают незатухающие колебания за счет использо­вания положительной обратной связи.

Среди автогенераторов можно выделить генераторы синусоидальных колебаний и импульс­ные генераторы. Генераторы синусоидальных коле­баний подразделяют на автогенераторы типа LCи автогенераторы типа RC.

ТРАНЗИСТОРНЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР ТИПА LC .

 

Рис. 2 Колебатель­ная характеристика автогенератора

 

 
 
  Подпись: Рис. 1.Схема транзис¬торного автогенератора с индуктивной связью

Автогенераторы типа LCразличают по способу создания положительной обратной связи как автогене­раторы с емкостной, автотрансформаторной и индук­тивной (транформаторной) связью. Они состоят из колебательного контура, в котором возбуждаются колебания нужной частоты; усилительного элемента (транзистора), усиливающего сигнал, попадающий на его вход через цепь обратной связи; цепи положитель­ной обратной связи, обеспечивающей подачу энергии с выхода схемы на ее вход в нужном количестве и в должной фазе; источника с постоянной ЭДС, энер­гия которого преобразуется в колебательную энергию в контуре.


На рис.1 приведена схема транзисторного авто­генератора с индуктивной связью. При подключении к источнику питания EК конденсатор контура СК заря­жается по цепи: +ЕК, резистор RЭ, эмиттер, база, коллектор транзистора Т, СК, (-ЕК). Конденсатор СКи индуктивная катушка образуют параллельный коле­бательный контур, и, так как конденсатор СК накопил определенную энергию, в контуре возникают свобод­ные колебания с частотой f0 , которая определяется параметрами этого контура. В результате индуктивной связи между катушками LK и lОСв катушке обратной связи LОСнаводится переменное напряжение той же частоты, что и в контуре. Это напряжение подводится к участку эмиттер — база транзистора, что вызывает пульсацию коллекторного тока с частотой f0.

Если обратная связь положительная, переменная составляющая коллекторного тока усиливает колеба­ния в контуре, что вызывает увеличение амплитуды переменного напряжения на входе транзистора. Это, в свою очередь, вызывает новое увеличение амплитуды переменной составляющей коллекторного тока и т. д. Нарастание амплитуды переменной составляющей коллекторного тока ограничено, так как связь между входным и выходным напряжением транзистора опре­деляется характеристикой, приведенной на рис.2. Надо иметь в виду, что для установления режима незатухающих колебаний в контуре недостаточно только обеспечить положительную обратную связь. Необходимо, чтобы потери энергии в контуре были полностью скомпенсированы усилителем за счет энер­гии источника постоянного тока.

Таким образом, незатухающие колебания в контуре генератора устанавливаются при выполнении двух условий, которые называют условиями самовоз­буждения. Это условие баланса фаз, которое обеспечивается положительной обратной связью, и условие баланса амплитуд, зависящее от зна­чения коэффициента обратной связи β.

Частота колебаний автогенератора LC–типа вычисляется по формуле f0=1/(2π).

ТРАНЗИСТОРНЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР ТИПА RC.

Автогенераторы типа LCприменяют в основном на частотах выше 20 кГц, так как для более низких частот конструкция таких колебательных контуров громоздка. Для получения синусоидальных колебаний на низких частотах применяют более простые и де­шевые генераторы типа RC. Простейшая схема такого генератора приведена на рис.3.

 
 

Рис. 4. Упрощённая векторная диаграмма напряжений для цепочки RC

 
 

Вместо колебательного контура в схеме включен резистор RН , а положительная обратная связь осуще­ствляется через фазовращательную цепь, состоящую из трех звеньев RC. Если выход данной схемы соеди­нить непосредственно с входом, обеспечив при этом условия самовозбуждения, то генерируемые колебания не будут синусоидальными. Для того чтобы схема вырабатывала именно синусоидальные колебания, по­ложительная обратная связь должна обеспечиваться только для одной определенной гармоники несину­соидальных колебаний. Эту функцию и выполняет фазовращательная цепь RC.

Параметры цепи должны быть выбраны так, чтобы при увеличении коллекторного тока и, следовательно, увеличении потенциала коллектора потенциал базы (рис.3) уменьшался. Иными словами, напряжения на коллекторе и на базе должны находиться в противофазе. Это и есть условие баланса фаз. Покажем с помощью упрощенной векторной диаграммы (рис.4), как выполняется это условие. При этом бу­дем полагать, что током в каждом последующем звене цепи RCможно пренебречь по сравнению с током в предыдущем звене. Переменная составляющая коллекторного напряжения UK вызовет в цепи C1R1

ток, опережающий это напряжение по фазе на неко­торый угол. Этот угол определяется соотношением между ХС1 и R1, и может быть выбран равным 60°. Напряжение UR1 в свою очередь, вызовет в цепи C2R2 ток с таким же соотношением параметров, как и в цепи C1R1. Это обеспечит сдвиг по фазе между UR1, и UR2 также на 60° и т. д. В итоге напряжение наR2, приложенное к участку база — эмиттер тран­зистора Т (см. рис.3), окажется сдвинутым по отношению к UK на 180°. Частота синусоидальных колебаний в схеме определяется параметрами цепи RC и при условии С1=С2=С3=С;  R1=R2=R3+R'2=R  f0=1/(2πRC).

Для выполнения условия баланса амплитуд коэф­фициент усиления усилителя должен быть больше ос­лабления, вносимого фазовращательной цепью RC. Для схемы, приведенной на рис.3, это ослабление равно 29.

ГЕНЕРАТОРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ.

Генераторы линейно изменяющегося (пилообраз­ного) напряжения (ЛИН) должны вырабатывать на­пряжение, график которого приведен на рис.5. Это напряжение используют для получения развертки электронного луча в различных устройствах (осциллографах, телевизионных и радиолокационных индикато­рах и т. д.). Получение ЛИН, как правило, обеспечива­ется процессами зарядки или разрядки конденсатора. Простейший автогенератор пилообразного напря­жения построен на неоновой лампе (рис.6). В мо­мент подключения схемы к источнику постоянной ЭДС Еа конденсатор С начинает заряжаться (через рези­стор R) и напряжение на нем нарастает так, как это показано на рис.7 (период времени Т3). В момент времени t1напряжение на конденсаторе С оказывается равным напряжению зажигания UЗнеоновой лам­пы. При этом сопротивление лампы резко падает и конденсатор С очень быстро разряжается до напряже­ния потухания лампы UП (период времени ТП). В мо­мент времени t2, когда газовый разряд в неоновой лампе прекращается и ее сопротивление вновь резко возрастает, конденсатор С снова начинает относительно медленно 

заряжаться до напряжения UЗи т. д. Таким образом, на выходе схемы возникает пилообразное напряжение.                                                            

Необходимо отметить, что зарядка конденсатора в данной схеме происходит не по линейному, а по экспоненциальному закону. На рис.8 показаны кри­вые, соответствующие законам зарядки и разрядки конденсатора через резистор R..

 

 

       
 

Рис. 7. График реального ЛИН

 
 

Рис. 8 Графики заряда (1) и разряда (2) конденсатора

 

 

 

 

 

 

Время зарядки конденсатора через резистор опре­деляется постоянной времени τЗ = RC

Комментарии пользователей /0/
Комментариев нет...
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Наши услуги



Мы в соц. сетях

    Персональные сообщения