Jelgenerátor

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. június 19-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

Jelgenerátor  - olyan eszköz, amely lehetővé teszi egy bizonyos jellegű (elektromos, akusztikus stb.) jel előállítását ( generálását ) , amely meghatározott jellemzőkkel rendelkezik (alak, energia vagy statisztikai jellemzők stb.). A generátorokat széles körben használják jelkondicionálásra, mérésre és egyéb alkalmazásokra. Egy forrásból (öngerjesztéssel rendelkező eszköz, például egy pozitív visszacsatoló áramkörrel lefedett erősítő ) és egy meghajtóból (például egy elektromos szűrőből ) áll.

Elektromos rezgések generátorai

Vannak bonyolultabb jelgenerátorok is, például a TV-teszt minta .

A legtöbb generátor DC/AC konverter. Az alacsony teljesítményű generátorok egyciklusú erősítő fokozatokra épülnek. A nagyobb teljesítményű egyfázisú generátorok push-pull (félhíd) erősítő fokozatokra épülnek, amelyek nagyobb hatásfokkal rendelkeznek, és lehetővé teszik egy körülbelül kétszer akkora teljesítményű generátor építését azonos teljesítményű tranzisztorokra. A még nagyobb teljesítményű egyfázisú generátorok négyütemű (teljes híd) séma szerint épülnek fel, amely lehetővé teszi a generátor teljesítményének megközelítőleg megduplázását. A két- és háromfázisú kétütemű (félhíd) és négyütemű (teljes híd) generátorok teljesítménye még nagyobb.

Harmonikus generátorok

A harmonikus oszcillátor egy pozitív visszacsatolású erősítő ( POS). A pozitív visszacsatolás kifejezés azt jelenti, hogy a visszacsatoló hurokban a fáziseltolódás közel van -hez , azaz a visszacsatoló hurok nem fordítja meg a jelet.

A harmonikus csillapítatlan rezgések előfordulásának szükséges feltételei a szinusz kis torzításával :

  1. a hurok fáziseltolása 360°,
  2. a visszacsatolás rezonáns vagy kvázi rezonáns, mint pl. Wien hídoszcillátorban, vagy maga az erősítő frekvencia szelektív (rezonáns).
  3. a hurokerősítés pontosan 1,
  4. az erősítő fokozat működési pontja annak lineáris vagy közelítőleg lineáris szakaszán van.

A 2. és 3. feltétel szükségességének magyarázata: ha a hurokerősítés 1 alatt van, akkor az oszcilláció csillapodik. Ha a hurokerősítés nagyobb, mint 1, akkor az oszcillációk egy fizikai határig nőnek, így az erősítő kimeneti feszültségének amplitúdója nem lehet nagyobb, mint a tápfeszültség [4] , ilyen határérték mellett a szinuszos feszültség alakja el van torzítva.

A pozitív visszacsatolási struktúrákra példa a multivibrátor vagy más relaxációs oszcillátor, de az ilyen áramkörök frekvencia-nem szelektív visszacsatolást és erősítőket használnak, így az általuk generált rezgések messze nem szinuszosak.

Történelem

1887- ben Heinrich Hertz feltalálta és megépítette a Ruhmkorff tekercsen alapuló elektromágneses hullámok szikragenerátorát.

1913 - ban Alexander Meissner (Németország) feltalálta a Meissner-féle elektronikus oszcillátort egy lámpafokozaton , közös katóddal és rezgőkörrel a kimeneti ( anód ) áramkörben, transzformátor pozitív visszacsatolásával a hálózatra. [5]

1914 -ben Edwin Armstrong (USA) szabadalmaztatott egy csőfokozaton alapuló elektronikus oszcillátort , közös katóddal, a bemeneti (rács) áramkörben rezgőkörrel, transzformátor pozitív visszacsatolásával a hálózatra.

1915- ben a Western Electric Company amerikai mérnöke , Ralph Hartley kifejlesztett egy Hartley-oszcillátor néven ismert csőáramkört, amely induktív hárompontos áramkörként is ismert ("induktív hárompontos"). A. Meissner sémájától eltérően az áramkört egy autotranszformátorral kapcsolja be. Az ilyen generátor működési frekvenciája általában magasabb, mint az áramkör rezonanciafrekvenciája.

1919 -ben Edwin Colpitz feltalálta a Kolpitz oszcillátort egy vákuumcső segítségével, amelyet egy kapacitív feszültségosztón keresztül oszcilláló áramkörhöz kötöttek, amelyet gyakran "kapacitív hárompontos"-nak neveznek.

1932- ben az amerikai Harry Nyquist kidolgozta az erősítők stabilitáselméletét , amely a generátorok stabilitásának leírására is alkalmazható. ( Nyquist-Mikhailov stabilitási kritérium ).

Később sok más elektronikus generátort is feltaláltak.

Generátorok stabilitása

A generátorok stabilitása két összetevőből áll: az erősítő fokozat stabilitása egyenáramban és a generátor stabilitása váltakozó áramban.

A Meissner oszcillátor fázisanalízise

Az "induktív hárompontos" és a "kapacitív hárompontos" generátorok mind invertáló fokozatokra (közös katóddal, közös emitterrel), mind nem invertáló fokozatokra (közös ráccsal, közös anóddal, közös alappal, közös kollektorral).

A közös katód (közös emitter) fokozat 180°-kal eltolja a bemeneti jel fázisát. A transzformátor a tekercsek mássalhangzói beépítésével körülbelül 180 ° -kal eltolja a fázist. A hurok teljes fáziseltolása körülbelül 360°. A fázisstabilitási ráhagyás maximális, és majdnem ± 90°. Így a Meissner generátor az automatikus vezérlés elmélete (TAU) szempontjából a szinte ideális generátorok közé tartozik. A tranzisztoros technológiában a közös katóddal rendelkező kaszkád egy közös emitterrel rendelkező kaszkádnak felel meg.

CR pozitív visszacsatolású LC oszcillátor fázisanalízise

A közös bázisú, kaszkádon lévő LC-oszcillátorok a leginkább magas frekvenciájúak, szinte minden TV csatornaválasztójában, VHF vevők lokális oszcillátoraiban használatosak. A galvanikus leválasztáshoz a pozitív visszacsatoló áramkörben a kollektortól az emitterig van egy CR-lánc, amely 60 ° -kal eltolja a fázist. A generátor működik, de nem az áramkör szabad rezgésének frekvenciáján, hanem a kényszerrezgések frekvenciáján, emiatt a generátor két frekvenciát bocsát ki: egy nagyobbat a kényszerrezgések frekvenciáján és egy kisebbet a frekvencián. az áramkör szabad oszcillációitól. Az első iterációnál két frekvencia alkot négyet: kettő kezdeti és két összegkülönbség. A második iterációban négy frekvencia még nagyobb számú összegkülönbség-frekvenciát állít elő. Ennek eredményeként nagy számú iterációval egy teljes frekvenciaspektrum keletkezik, amely a vevőkben keveredik a bemeneti jellel, és még nagyobb számú teljes frekvenciakülönbséget képez. Ezután mindez a jelfeldolgozó egységbe kerül. Ezen túlmenően ennek a generátornak a fázisstabilitási határa +30°. Az áramkör kaszkád általi tolatásának csökkentése érdekében az áramkört egy kapacitív osztón keresztül részlegesen bevonják, de ebben az esetben további fáziskiegyensúlyozatlanság lép fel. Ugyanezen kapacitások mellett a további fáziskiegyensúlyozatlanság 45 °. A hurok teljes fáziseltolása 60°+45°=105° 90°-nál nagyobbnak bizonyul, és a generátor területéről a diszkriminátor területére kerül a készülék , a generálás megszakad. Optimálisan számított kapacitív osztó esetén a fázisstabilitási ráhagyás kisebb, mint 30°.

Meissner generátor kaszkádon közös alappal, az áramkör részleges bekapcsolásával fáziskiegyensúlyozatlanság nélkül.

Ha egy "kapacitív hárompontos" kaszkádon egy pozitív visszacsatoló áramkörben közös bázissal CR-kör helyett egy ellenkező irányban bekapcsolt tekercselésű transzformátort kapcsolunk be, akkor a hurok fáziseltolása kb. 360 °. A generátor szinte tökéletes lesz. Az áramkör kaszkád általi tolatásának csökkentése és további fáziskiegyensúlyozatlanság elkerülése érdekében az áramkör részleges bevonását kell alkalmazni további fázistorzítás nélkül az induktor két szimmetrikus leágazásán keresztül. Egy ilyen oszcillátor egy frekvenciát bocsát ki, és a legnagyobb fázisstabilitási ráhagyással rendelkezik (± 90°).

Alkalmazás

Távolról sem teljes listája azoknak az eszközöknek, amelyekben jelgenerátorokat használnak:

Elektromágneses kompatibilitás

Azok az eszközök, amelyek összetételében jelgenerátort tartalmaznak, potenciálisan képesek elektromágneses interferenciát kelteni más elektronikus eszközökkel, ezért fejlesztésüknél és működésüknél figyelembe kell venni az elektromágneses kompatibilitási problémákat .

Lásd még


Irodalom

Linkek

Jegyzetek

  1. ↑ http://logic-bratsk.ru/radio/ewb/ewb2/CHAPTER2/2-8/2-8-1/2-8-1.htm Archiválva : 2009. december 29. a Wayback Machine -n 8.1. ábra ) a Meissner generátor látható , nem a Hartley generátor
  2. ↑ http://radiomaster.ru/stati/radio/gen.php Archív másolat 2013. március 12-én a Wayback Machine -nél 1.7. ábra RC tranzisztoros oszcillátor. 1.8. ábra RC oszcillátor bécsi híddal.
  3. ↑ http://logic-bratsk.ru/radio/ewb/ewb2/CHAPTER2/2-8/2-8-1/2-8-1.htm Archiválva : 2009. december 29. a Wayback Machine -n 8.9. ábra. RC-oszcillátor háromláncú fázisváltó lánccal (a) és a kimeneti jel oszcillogramjával (b)
  4. ↑ ha nincs transzformátor
  5. ↑ Archivált másolat (a hivatkozás nem elérhető) . Hozzáférés dátuma: 2009. március 14. Az eredetiből archiválva : 2008. június 22.   Rádiótechnika és sugárfizika
 Néz
A cselekvés elve szerint
Bejelentkezés alapján
típus
Az órák részletei és mechanizmusai
híres óra
 Rádió
Fő részek
Fajták