Электронные генераторы

 

Генератор электрических колебаний – это нелинейное устройство, преобразующее энергию источника постоянного тока в энергию колебаний.

Генераторы широко используются в электронике: в радиоприемниках и телевизорах, в системах связи, компьютерах, промышленных системах управления и устройствах точного измерения времени.

 

Генератор – это электрическая цепь, которая генерирует периодический сигнал переменного тока. Частота сигнала может измеряться от нескольких герц до многих миллионов герц.

Выходное напряжение генератора может быть синусоидальным, прямоугольным или пилообразным в зависимости от типа генератора.

            Когда колебательный контур возбуждается внешним источником постоянного тока, в нем возникают колебания. Эти колебания являются затухающими, поскольку активное сопротивление колебательного контура поглощает энергию тока. Для поддержания колебаний в колебательном контуре поглощенную энергию необходимо восполнить. Это осуществляется с помощью положительной обратной связи.

            Положительная обратная связь – это подача в колебательный контур части выходного сигнала для поддержки колебаний. Сигнал обратной связи должен совпадать по фазе с сигналом в колебательном контуре.

            На рис.3.1 изображена функциональная схема генератора.

 

 

 

Рис.3.1. Функциональная схема генератора.

 

Генератор можно разбить на 3 части. Частотозадающей цепью генератора обычно является LC колебательный контур. Усилитель увеличивает амплитуду выходного сигнала колебательного контура. Цепь обратной связи подает необходимое количество энергии в колебательный контур для поддержания колебаний. Таким образом, генератор – это схема с ОС (обратной связью), которая использует постоянный ток для получения переменного тока.

Билет 5

1. Основные виды и назначение резисторов

Р азработчики садовой техники и оборудования, а также других групп товаров, как правило, используют системы, работающие на бензине, дизтопливе или электроэнергии, в зависимости от их функционального назначения. Так, промышленность выпускает, к примеру, аэратор для газона бензиновый и аэратор электрический, генераторы бензиновые и электрогенераторы, и так далее, с учетом их различных режимов и области работы. В соответствии с этим, каждая из таких систем имеет свои технические особенности.  Так, для нормальной работы дачной бензопилы необходим бензиновый двигатель с декомпрессионным клапаном. А для электрического двигателя важным элементом являются пусковые и тормозные резисторы. Назначение резисторов различно. - Пусковые резисторы предназначены для ограничения подачи тока во время подключения к электрической сети в момент, когда двигатель неподвижен. А также они поддерживают определенный уровень тока во время разгона двигателя. - Резисторы тормозные ограничивают подачу тока на двигатель в момент его остановки. - Для процесса регулирования тока в электроцепи выпускаются регулировочные резисторы. - Для плавного снижения напряжения в электрическую цепь аппарата устанавливают последовательно подключаемые добавочные резисторы. - Ограничивают перенапряжение во время отключения, а также замедляют отпускание контакторов и реле и разряжают емкостные накопители разрядные резисторы, которые подключаются в параллели с электромагнитными обмотками. - Резисторы балластные также предохраняют от перенапряжения в момент отключения от электроподачи. Они последовательно или параллельно включаются в цепь и способствуют частичному поглощению электрической энергии. - Существуют резисторы для создания дополнительной нагрузки для генераторов: так называемые нагрузочные резисторы. - В целях дополнительного нагрева используемых агрегатов или для повышения окружающей температуры, применяются резисторы нагревательные. - Резисторы заземления - исключают возможное короткое замыкание, включаются между точкой "нуля" генератора тока и землей. - При установке конкретной величины тока или напряжения в энергоприемниках используются резисторы установочные. Некоторые из этих групп резисторов предназначены для кратковременной работы, другие - для длительного режима. Применение того или иного вида резисторов обуславливается их назначением. Их технические характеристики можно уточнить в сравнительных таблицах на специализированных веб-страницах, предоставляющих возможность как сравнить электроинструмент Макита в интернете, так и познакомиться с любой другой необходимой технической документацией.

2.

Схема генератора типа вода в карбид высокого давления по системе притока воды показана на фиг. [1]

Схема генератора типа RC очень проста, компактна, недорога, работает устойчиво и надежно. Форма генерируемого напряжения близка к идеальной синусоиде. [2]

В схеме генератора типа УЗГ-20 предусмотрена защита основных узлов от воздействия пусковых таков. Это осуществляется запиранием ( в момент включения высокого напряжения) основного выпрямителя на тиратронах отрицательным напряжением от специального выпрямителя. [3]

Подобрав элементы схемы генератора типа RC и радиоизмерительные приборы, соединяют их между собой в соответствии с рис. 28.1. После проверки собранной схемы приступают к ее опробованию. Изменяют величину сопротивления резистора RZ до получения на выходе схемы незатухающих синусоидальных колебаний. Признаком нормальной работы генератора является наличие напряжения Um &, измеряемого ламповым вольтметром, и появление синусоидальной кривой на экране осциллографа. Если колебания не возникают, необходимо несколько изменить величину сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов фазовращающей цепи. В случае появления заметных искажений синусоидального выходного напряжения следует более тщательно подобрать величину сопротивлений резисторов Ra и RK. Добившись устойчивой генерации, проверяют с помощью осциллографа влияние величины сопротивления резистора Rz на частоту генерируемых колебаний. Если это влияние недостаточно, изменяют величину переменного резистора RZ. Если в какой-либо части диапазона происходит срыв колеба-ний, то необходимо повысить коэффициент усиления схемы ( путем увеличения Ra) до тех пор, пока не возникнут колебания. [4]

Рассмотренная схема мультивибратора отличается от схемы генератора типа RC, приведенной на рис. 10 - 5, а, только тем, что в схеме мультивибратора напряжение с выхода усилителя подается через разделительный конденсатор непосредственно в сеточную цепь первой лампы, в то время как в схеме генератора типа RC в цепи обратной связи использовалась фазовращающая цепочка из двух сопротивлений и двух емкостей. Поэтому в генераторе типа RC условие самовозбуждения выполнялось только для колебаний одной определенной частоты и, если не учитывать нелинейные искажения, вносимые усилителем, такой генератор дает синусоидальное напряжение этой частоты. [5]

Какими соображениями руководствуются при построении схем генераторов типа LC и RC, каковы функции входящих в них элементов. [6]

На практике широкое распространение получили две схемы генераторов типа RC-цепочечные и с Г - образным фильтром. [7]

Билет 6

1 Полупроводники́ — материалы, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличаются от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством этих материалов является увеличение электрической проводимости с ростом температуры^[1].

Полупроводниками являются вещества, ширина запрещённой зоны которых составляет порядка нескольких электрон-вольт (эВ). Например, алмаз можно отнести к широкозонным полупроводникам, а арсенид индия — к узкозонным. К числу полупроводников относятся многие химические элементы (германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и другие), огромное количество сплавов и химических соединений (арсенид галлия и др.). Почти все неорганические вещества окружающего нас мира — полупроводники. Самым распространённым в природе полупроводником является кремний, составляющий почти 30 % земной коры.

В зависимости от того, отдаёт ли примесной атом электрон или захватывает его, примесные атомы называют донорными или акцепторными. Характер примеси может меняться в зависимости от того, какой атом кристаллической решётки она замещает, в какую кристаллографическую плоскость встраивается.

Проводимость полупроводников сильно зависит от температуры. Вблизи температуры абсолютного нуля полупроводники имеют свойства диэлектриков.

Полупроводники характеризуются как свойствами проводников, так и диэлектриков. В полупроводниковых кристаллах атомы устанавливают ковалентные связи (то есть, один электрон в кристалле кремния, как и алмаза, связан двумя атомами), электронам необходим уровень внутренней энергии для высвобождения из атома (1,76·10⁻¹⁹ Дж против 11,2·10⁻¹⁹ Дж, чем и характеризуется отличие между полупроводниками и диэлектриками). Эта энергия появляется в них при повышении температуры (например, при комнатной температуре уровень энергии теплового движения атомов равняется 0,4·10⁻¹⁹ Дж), и отдельные атомы получают энергию для отрыва электрона от атома. С ростом температуры число свободных электронов и дырок увеличивается, поэтому в полупроводнике, не содержащем примесей, удельное сопротивление уменьшается. Условно принято считать полупроводниками элементы с энергией связи электронов меньшей чем 1,5—2 эВ. Электронно-дырочный механизм проводимости проявляется у собственных (то есть без примесей) полупроводников. Он называется собственной электрической проводимостью полупроводников.