תיאוריה: מחוללי תנודות סינוסואידיות. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

תיאוריה: מחוללי תנודות סינוסואידיות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חובב רדיו מתחיל

אחד מסוגי מחוללי התנודות הסינוסואידים משמש לקביעת התדר של רכיבי RC. גנרטורים כאלה מורכבים למדי, דורשים אמצעים מיוחדים לייצוב משרעת התנודה ואין להם יציבות בתדר גבוה.

גנרטורים עם מעגל נדנדה מקביל כאלמנט הגדרת תדר עובדים בצורה אמינה וטובה יותר - הם נקראים לעתים קרובות מחוללי LC. נזכיר שמעגל תנודה מקביל מכיל קבל ומשרן. אם קבל טעון מחובר לסליל, אזי יתרחשו תנודות מעוכות במעגל המתקבל (איור 47). התדירות שלהם נקבעת על ידי נוסחת תומסון: fo = 1/2π(LC)1/2.

תיאוריה: מחוללי גלי סינוס

התנודות היו נמשכות ללא הגבלת זמן אם לא היו הפסדי אנרגיה במעגל, למשל, על ההתנגדות הפעילה של חוט הסליל. חוץ מזה, כמה. גם אם יש לתת חלק קטן מהאנרגיה לעומס הגנרטור!

ככל שהפסד האנרגיה נמוך יותר, כך גורם האיכות של המעגל גבוה יותר, השווה למספר התנודות עד שהמשרעת שלהן יורדת בכפי 10. עובדה זו ידועה מעט. הפסדים בקבל לולאה הם לרוב קטנים בהשוואה להפסדים בסליל, ולכן מקדם האיכות של המעגל שווה כמעט למקדם האיכות של הסליל, המוגדר כיחס בין התגובה של הסליל לאקטיבי.

גורם האיכות של סלילי תדר רדיו בטווחי DV, SV ו- KB נע בדרך כלל בטווח של 30 ... 300, תלוי בגודל ואיכות הביצוע. סלילים גדולים מלופפים עבור טווחי DV ו-SV עם חוט מיוחד (LZSHO - ליץ wire) או חוט מצופה כסף עבה עבור טווח KB יש בדרך כלל מקדם איכות גבוה.

הקטנה משמעותית של גודל הסלילים תוך שמירה על גורם איכות גבוה מאפשרת מעגלים מגנטיים (ליבות) העשויים מפריט בתדר גבוה או מגנודיאלקטרי אחר (מגנטיט, אוקסיפר, ברזל קרבוניל). עם זאת, בעת שימוש בסלילים כאלה בגנרטורים, יש צורך לשים לב לתלות הטמפרטורה של תכונות המעגל המגנטי כדי לא להחמיר את היציבות של תדר הגנרטור.

גורם האיכות של המעגל קובע גם את רוחב עקומת התהודה שלו. הוא מאפיין את התלות של משרעת התנודות במעגל בתדר כאשר הוא מעורר ממקור חיצוני של תנודות סינוסואידיות. החיבור של המקור עם המעגל על מנת לקבל תוצאות נכונות חייב להיות חלש מאוד, כאשר תדר התנודה של המקור עולה בקנה אחד עם תדר התהודה של המעגל, משרעת התנודה בו היא מקסימלית, וכאשר ניתוק היא פוחתת. רוחב עקומת התהודה בנקודות שבהן המשרעת יורדת ל-0,7 (ב-3 dB) עומד ביחס הפוך לגורם האיכות: 2Δf=f/Q (איור 47).

הרעיון העיקרי של בניית גנרטורים עם מעגל LC הוא כדלקמן: יש לחדש את אובדן האנרגיה במעגל במהלך תהליך התנודה על ידי אלמנט הגברה הנרגש מאותו מעגל, בהתאם לתמונה. 44. במקרה זה יש לעמוד בשני תנאים: מאזן האמפליטודות ומאזן הפאזות.

התנאי הראשון מחייב שהאנרגיה המסופקת למעגל מאלמנט ההגברה תהיה שווה בדיוק להפסדי האנרגיה במעגל עצמו ובמעגלי התקשורת עם העומס. עם משוב חלש יותר, התנודות גוועות והיצירה נעצרת, עם משוב חזק יותר, המשרעת גדלה ואלמנט ההגברה נכנס למצב מגביל או נסגר על ידי המתח שנוצר על ידי מעגל ייצוב המשרעת. בשני המקרים, הרווח מופחת, ומשחזר את איזון המשרעת.

תנאי איזון הפאזה הוא שהתנודות מאלמנט ההגברה מסופקות למעגל בפאזה משלו. לכן, הסטת הפאזה הכוללת בלולאת המשוב חייבת להיות אפס. עם זאת, ניתן לפצות על שינוי פאזה קטן המוכנס על ידי המגבר על ידי המעגל. הסטת הפאזה של התנודות במעגל (ביחס לאלה המעוררים) היא 0 בתדר התהודה ומגיעה ל-±π/4 כאשר התדר מנותק ב-±Δf בהתאם למאפיין הפאזה של המעגל. בנוכחות הסטת פאזה באלמנט ההגברה, תנודות יתרגשו לא בתדר התהודה, אלא איפשהו לצדו, וזה, כמובן, לא רצוי.

מבחינה היסטורית, מתנד ה-LC הראשון הומצא על ידי מייסנר בשנת 1913 (החברה הגרמנית לטלגרף אלחוטי) ולאחר מכן שופר על ידי Round (החברה הבריטית Marconi). הוא השתמש במשוב אינדוקטיבי (איור 48).

תיאוריה: מחוללי גלי סינוס

תנודות ממעגל L2C2 מוזנות לרשת של מנורת VL1. זרם האנודה שלו, המשתנה בזמן עם התנודות במעגל, זורם דרך סליל הצימוד, והאנרגיה של התנודות המוגברות זורמת בחזרה למעגל. להזזה נכונה, יש להפעיל את שני הסלילים כפי שמוצג באיור (התחלות הפיתולים המפותלים בכיוון אחד מסומנות בנקודות). ניתן להתאים את המשוב על ידי שינוי המרחק בין הסלילים.

כדי לייצב את משרעת התנודה, משתמשים בגרידליק - שרשרת C3R1 (אגב, היא עדיין לא הייתה במחולל מייסנר הראשון). זה עובד כך: במהלך חצאי תקופות חיוביות של תנודות על הרשת, חלק מהאלקטרונים נמשך אליו ומטעין את הצד הימני של הקבל C3 לפי הסכימה במתח שלילי. זה מעביר את נקודת הפעולה לקטע פחות תלול של המאפיין (הצינור נסגר מעט), והרווח מצטמצם. הנגד ל"דליפת רשת" R1 מאפשר למטען המצטבר להתנקז אל הקתודה, אחרת המנורה תיסגר לחלוטין.

קבל C1 משמש לסגירת זרמים בתדר גבוה לחוט משותף ("אדמה") - אחרי הכל, אין צורך כלל שהם יזרום דרך מקור הכוח, ויוצרים הפרעות והפרעות לאלמנטים אחרים של המכשיר שבו הגנרטור. משמש.

מאוחר יותר פיתחה חברת ווסטרן אלקטריק האמריקאית גנרטורים פשוטים ומתקדמים יותר – הארטלי האינדוקטיבית "תלת נקודות" (1915) וקולפיץ "תלת נקודות" הקיבולית (1918). ציטטנו בכוונה את שמות הממציאים, שכן המעגלים של המחוללים שלהם נותרו כמעט ללא שינוי במשך יותר משלושת רבעי מאה, והשמות "מעגל מייסנר" או "מעגל קולפיץ" עדיין נמצאים בספרות הטכנית מבלי להסביר מה זה. בסיס האלמנטים, לעומת זאת, השתנה באופן משמעותי, וכדוגמה, שקול גנרטור המיוצר על פי תכנית שלוש הנקודות האינדוקטיבית (Hartley) על טרנזיסטור מודרני עם אפקט שדה עם שער מבודד (איור 49).

תיאוריה: מחוללי גלי סינוס

על פי עקרון הפעולה, טרנזיסטור כזה דומה במובנים רבים לצינור רדיו בן שלוש אלקטרודות - טריודה, אך הזרם בו אינו זורם בוואקום, אלא בעובי של מוליך למחצה, שבו ערוץ מוליך. נוצר טכנולוגית בין ה-drain (פלט עליון לפי המעגל) למקור (פלט נמוך יותר). מוליכות הערוץ נשלטת על ידי מתח השער - אלקטרודה הממוקמת קרוב מאוד לערוץ, אך מבודדת ממנה. כאשר מופעל מתח שלילי על השער, השדה שלו "סוחט" את הערוץ, כביכול, וזרם הניקוז יורד. אם מתח חיובי מופעל ועולה, מוליכות הערוץ עולה וזרם הניקוז עולה. בכל מקרה, אין זרם שער, וזה הצריך להוסיף לרשת C2R1 - מעגל ייצוב המשרעת - דיודות VD1, המזהות תנודות הנכנסות לשער ויוצרות הטיה שלילית ככל שהמשרעת שלהן עולה.

תנודות מסופקות לשער ממעגל L1C1, הקובע את התדר של הגנרטור. היתרון של טרנזיסטור אפקט שדה הוא שעכבת הכניסה שלו בתדרי רדיו גבוהה מאוד, והוא למעשה אינו מרחיק את המעגל מבלי להכניס אליו הפסדים נוספים. משוב נוצר על ידי חיבור מקור הטרנזיסטור לחלק מהסיבובים של סליל L1 (בדרך כלל 1/3 עד 1/10 ממספר הסיבובים הכולל).

הגנרטור עובד כך: עם חצי גל חיובי של תנודות, זרם הטרנזיסטור גדל בפלט העליון של המעגל, מה ש"זורק" חלק נוסף של אנרגיה לתוך המעגל.

למעשה, הטרנזיסטור במחולל זה מופעל על ידי עוקב מקור, והפאזה של התנודות במקור עולה בקנה אחד עם הפאזה של התנודות בשער, מה שמבטיח את איזון הפאזות. מקדם העברת המתח של העוקב קטן מאחדות, עם זאת, הסליל ביחס למקור נכלל כשנאי אוטומטי של עלייה. כתוצאה מכך, רווח לולאת המשוב הכולל הופך לגדול מאחדות, ומספק איזון משרעת.

כדוגמה נוספת, שקול גנרטור שנעשה על פי תכנית "שלוש הנקודות" הקיבולית בטרנזיסטור דו קוטבי (איור 50). למעשה הגנרטור מורכב על הטרנזיסטור VT1. מצב ה-DC שלו נקבע על ידי המחלק במעגל הבסיס R1R2 וההתנגדות של הנגד הפולט R3 (כבר שקלנו מעגלים כאלה בסעיף על מגברים). המעגל המתנודד של הגנרטור נוצר על ידי משרן L1 ושרשרת של שלושה קבלים C1-C3 המחוברים בסדרה. לא רק הפולט, אלא גם בסיס הטרנזיסטור מחוברים לברזים של המחלק הקיבולי שנוצר. זה מוכתב על ידי הרצון להפחית את ה-shunting של המעגל על ידי הטרנזיסטור - אחרי הכל, התנגדות הכניסה של טרנזיסטור דו קוטבי קטנה יחסית.

תיאוריה: מחוללי גלי סינוס

בפועל, הקיבולים של הקבלים C2 ו-C3, מנסים את המעברים של הטרנזיסטור, מנסים לבחור יותר, והקיבול C1 הוא המינימום הדרוש להתרחשות תנודות. זה משפר את יציבות התדר. שאר הגנרטור פועל באותו אופן. כמו הקודם.

המפל על הטרנזיסטור VT2 - מה שנקרא מפל חיץ - משמש להחלשת השפעת המפלים הבאים על הגנרטור. הטרנזיסטור מופעל על ידי עוקב פולט ומקבל הטיה ישירות מהפולט של טרנזיסטור הגנרטור VT1. בנוסף, החיבור נחלש על ידי הנגד R4. כל האמצעים שננקטו מאפשרים להביא את חוסר היציבות התדר היחסי של הגנרטור המתואר לערך כה קטן כמו 0,001%, בעוד שזה גרוע יותר בסדר גודל עבור מחוללי LC קונבנציונליים.

במקלטי שידור וטלוויזיה משתמשים בגנראטורים קיבוליים תלת-נקודתיים פשוטים יותר, שמעגל טיפוסי של אחד מהם מוצג באיור. 51.

תיאוריה: מחוללי גלי סינוס

כאן, מעגל L1C3 כלול במעגל האספנים של הטרנזיסטור, הבסיס מחובר בתדירות גבוהה לחוט המשותף דרך הקבל C2, והמשוב מוזן לפולט דרך המחלק הקיבולי C4C5. הפעלת טרנזיסטור לפי מעגל בסיס משותף מאפשרת להשיג תדרי דור גבוה במיוחד הקרובים למגבילים לטרנזיסטור מסוג זה. אות המחולל נלקח מסליל הצימוד L2.

מחבר: V.Polyakov, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף חובב רדיו מתחיל.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

האיום של פסולת חלל על השדה המגנטי של כדור הארץ 01.05.2024

לעתים קרובות יותר ויותר אנו שומעים על עלייה בכמות פסולת החלל המקיפה את כוכב הלכת שלנו. עם זאת, לא רק לוויינים וחלליות פעילים תורמים לבעיה זו, אלא גם פסולת ממשימות ישנות. המספר ההולך וגדל של לוויינים ששוגרו על ידי חברות כמו SpaceX יוצר לא רק הזדמנויות לפיתוח האינטרנט, אלא גם איומים רציניים על אבטחת החלל. מומחים מפנים כעת את תשומת לבם להשלכות הפוטנציאליות על השדה המגנטי של כדור הארץ. ד"ר ג'ונתן מקדואל ממרכז הרווארד-סמית'סוניאן לאסטרופיזיקה מדגיש שחברות פורסות במהירות קבוצות כוכבים לוויינים, ומספר הלוויינים עשוי לגדול ל-100 בעשור הבא. הפיתוח המהיר של הארמדות הקוסמיות הללו של לוויינים עלול להוביל לזיהום סביבת הפלזמה של כדור הארץ בפסולת מסוכנת ולאיום על יציבות המגנטוספרה. פסולת מתכת מרקטות משומשות יכולה לשבש את היונוספירה והמגנטוספירה. לשתי המערכות הללו תפקיד מרכזי בהגנה על האווירה ובשמירה עליה ... >>

התמצקות של חומרים בתפזורת 30.04.2024

יש לא מעט תעלומות בעולם המדע, ואחת מהן היא ההתנהגות המוזרה של חומרים בתפזורת. הם עשויים להתנהג כמו מוצק אבל פתאום הופכים לנוזל זורם. תופעה זו משכה את תשומת לבם של חוקרים רבים, ואולי סוף סוף נתקרב לפתרון התעלומה הזו. דמיינו חול בשעון חול. בדרך כלל הוא זורם בחופשיות, אך במקרים מסוימים החלקיקים שלו מתחילים להיתקע, והופכים מנוזל למוצק. למעבר הזה יש השלכות חשובות על תחומים רבים, מייצור תרופות ועד בנייה. חוקרים מארה"ב ניסו לתאר תופעה זו ולהתקרב להבנתה. במחקר ערכו המדענים סימולציות במעבדה באמצעות נתונים משקיות של חרוזי פוליסטירן. הם גילו שלרעידות בתוך קבוצות אלה יש תדרים ספציפיים, כלומר רק סוגים מסוימים של רעידות יכלו לעבור דרך החומר. קיבלו ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

ASUS Hyper M.2 X16 Card V2 Expansion Card 09.06.2019

ASUS הכריזה על כרטיס ההרחבה Hyper M.2 X16 Card V2, שיעזור לך להתקין כונני מצב מוצק מהיר (SSD) במחשב השולחני שלך.

החידוש נעשה בצורה של לוח עם ממשק PCI Express 3.0 x16. המידות הן 202 x 96 x 13 מ"מ.

הכרטיס תומך בארבעה מודולים של מצב מוצק בפורמט M.2. ניתן להשתמש בגדלים של מוצרים 2242/2260/2280/22110, כלומר פתרונות באורך של עד 110 מ"מ.

ה-Hyper M.2 X16 Card V2 מצויד במאוורר קירור. מעטפת מיוחדת תעניק למערכת מראה מסודר.

במקרה של מחשב, המוצר יתפוס חריץ הרחבה אחד בלבד. החידוש תואם לפלטפורמות החומרה של AMD ואינטל.

עוד חדשות מעניינות:

▪ קפה יכול לשפר את הביצועים של מוליכים למחצה

▪ צמיגים לכוכבי הלכת

▪ משבש טלפון סלולרי

▪ תחנת כוח למי גשם

▪ סמארטפון אקסטרים Ulefone Armor 12 5G

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק מהאתר סדנת בית. מבחר מאמרים

▪ כתבה למי מצלצל הפעמון. ביטוי פופולרי

▪ מאמר מהו כלור? תשובה מפורטת

▪ מאמר לוחץ של אמייל. תיאור משרה

▪ מאמר Celite לכה. מתכונים וטיפים פשוטים

▪ מאמר ביצה משום מקום. סוד התמקדות

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר