Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Генераторы гармонических колебаний
|
|
Генератором гармонических колебаний (ГГК) называют устройство, преобразующее энергию источника постоянного тока в энергию электромагнитных колебаний синусоидальной формы требуемой частоты и мощности. ГГК являются одной из составных частей измерительных приборов и автоматических систем.
Электронные генераторы гармонических колебаний классифицируются по ряду признаков, основными из которых являются частота и способ возбуждения. В зависимости от частоты генераторы подразделяют на:
– низкочастотные (0, 01 / 100 кГц);
– высокочастотные (0, 1 / 100 МГц);
– сверхвысокочастотные (свыше 100 МГц).
По способу возбуждения различают:
– генераторы с независимым возбуждением; такими генераторами являются усилители мощности с соответствующим частотным диапазоном;
– автогенераторы или генераторы с самовозбуждением.
Рассмотрим структурную схему автогенератора, которая состоит из усилителя
с коэффициентом усиления К и звена положительной обратной связи с коэффициентом передачи β (рисунок 54).
| U вых |
| U вх |
| _ |
| _ |
| K |
| β |
| Рисунок 54 – Структурная схема автогенератора |
Коэффициент усиления K и коэффициент передачи звена обратной связи β приняты комплексными, т. е. учитывается их зависимость от частоты. В качестве усилителя в автогене-раторах могут применяться различные усилители: на транзисторах, на интегральных микросхемах и т. д.
Звеном обратной связи являются частотно-зависимые цепи: LC -контуры и RC -четырехполюсники. Входным сигналом для усиления является часть его выходного напряжения, передаваемого звеном положительной обратной связи.
Стационарный устойчивый режим в автогенераторе, при котором амплитуды входных и выходных напряжений имеют неизменные значения, будет возможен при выполнении условия, называемого условием самовозбуждения:
К · β = 1,
которое следует из соотношений:
U вх = β · U вых,
U вых = K · U вх.
Тогда U вых = β · K · U вых.
Условие самовозбуждения можно представить в виде:
| K | · ei φ · |β | · ei ψ = 1,
где | K |, |β | – модули коэффициентов усиления и передачи соответственно;
φ, ψ – аргументы этих коэффициентов.
Это равенство выполняется при условиях:
| К | · |β | = 1 – условие баланса амплитуд;
φ + ψ = 2π n – условие баланса фаз,
где n = 0, 1, 2, 3, …;
φ – фазовый сдвиг выходного напряжения усилителя;
ψ – фазовый сдвиг выходного напряжения звена обратной связи.
Условие баланса фаз означает, что сумма фазовых сдвигов выходных напряжений усилителя и звена обратной связи в автогенераторе равна нулю или целому числу 2π, что свидетельствует о наличии в данном устройстве положительной обратной связи.
Условие баланса амплитуд соответствует тому, что потери энергии в автогенераторе восполняются звеном положительной обратной связи от источника питания автогенератора. Для получения стационарных
устойчивых колебаний условие баланса амплитуд должно удовлетворять соотношению: | К | · |β | ≥ 1.