Входной тест к УЭ № 10

Выберите правильный ответ.

1. Где находят применение УПТ?

а) в звуковых усилителях мощности;

б) в электронных измерительных приборах;

в) в стабилизаторах постоянного напряжения. Р=3

2. В чем заключается трудность при конструировании УПТ?

а) в сложности схемы;

б) в наличии гармонических искажений;

в) в наличии дрейфа нуля.

3. С какой целью включается в цепь эмиттера резистор R_э? Р=3

а) для согласования режима между каскадами по постоянному току;

б) для ограничения тока коллектора;

в) для стабилизации рабочей точки. Р=3

4. Какое качественное влияние оказывает явление дрейфа нуля?

а) преднамеренное и полезное;

б) непреднамеренное и вредное;

в) никакого влияния. Р=3

 

Общие сведения об электронных генераторах

Электронным генератором называется автоколебательная система, в которой энергия источника питания постоянного тока преобразуется в энергию незатухающих электрических сигналов переменного тока требуемой формы, частоты и амплитуды. В зависимости от формы колебаний различают автогенераторы синусоидальных и импульсных (релаксационных) колебаний. Автогенераторы (генераторы с самовозбуждением) используются в качестве возбудителей колебаний требуемых частот, т.е. задающих генераторов.

Получаемые от них колебания поступают затем в последующие каскады с целью усиления или умножения частоты. Они находят широкое применение в радиопередающих устройствах в ЭВМ, в измерительной технике, в медицине, в автоматике и телемеханике. Любой усилитель может быть превращен в автогенератор, если его охватить положительной обратной связью и обеспечить выполнение условия bК≥ 1, где b – коэффициент передачи цепи обратной связи. Различают высокочастотные автогенераторы 100 кГц – 100 мГц, называемые LС-типа и низкочастотные 0, 01 Гц – 100 кГц RС-типа.

По способу возбуждения и формирования колебаний генераторы гармонических колебаний бывают LС-типа и RС-типа. Для выполнения условия самовозбуждения генераторов должны быть выполнены два требования: баланс амплитуд КUb=1 и баланс фаз j_к+j_b=2pn, где n=0, 1, 2, … … n.

Генераторы гармонических колебаний (ГГК).

Генераторами гармонических колебаний (ГГК) называют электронные устройства, преобразующие энергию постоянного тока в энергию периодически изменяющихся колебаний синусоидой формы.

Генератор гармонических колебаний LC-типа

Генератором гармонических колебаний (ГГК) называют электронное устройство, преобразующее энергию источника постоянного тока в энергию незатухающих синусоидальных колебаний. Схема автогенератора с резонансным LC-контуром показана на рис. 56. Работа генератора начинается с момента включения питания.

 

Рис. 56

Начальный импульс тока, проходящий от +Е, R_э, VТ, колебательный контур (L_кС_к), -Е, возбуждает в контуре электромагнитные колебания с частотой f₀=1/ .

В результате индуктивной связи между катушками L_к и L_б в катушке обратной связи L_б наводится переменное напряжение той же частоты, что и в контуре.

Это напряжение наводится к участку эмиттер-база транзистора VТ (один конец L_б заземлен через конденсатор С₁), что вызывает пульсацию коллекторного тока с частотой f₀. Если обратная связь положительная, составляющая коллекторного тока усиливает колебания в контуре, что вызывает увеличение амплитуды переменного напряжения на выходе транзистора. Это в свою очередь, вызывает новое увеличение амплитуды переменной составляющей коллекторного тока и т.д. Нарастание переменной составляющей коллекторного тока ограниченно и в определенный момент колебания в контуре стабилизируются по амплитуде.

Генератор гармонических колебаний RС-типа

Для решения ряда задач требуются низкочастотные автогенераторы гармонических колебаний, работающие в диапазоне от долей герца до сотен килогерц.

Для этого подходят ГГК RС-типа (рис. 57). Для обеспечения необходимого фазового сдвига на частоте генерируемых колебаний применяют фазовращательные цепочки, которые имеют несколько RС звеньев и служат для поворота фазы выходного напряжения усилителя на 180⁰(схема с ОЭ).

В связи с тем, что одно RС-звено изменяет фазу на угол порядка 60⁰, минимальное число звеньев равно трем. Работа автогенератора начинается с момента подачи питания Е. Делитель R₁, R₂ обеспечивает открытие транзистора VТ.

 

 

Рис. 57

Возникает импульс коллекторного тока, содержащий широкий спектр частот, обязательно включающий в себя заданную частоту генерации f₀=1/(2p RС). Обеспечение фазовых условий достигается с помощью подбора соотношений между резисторами R₃, R₄, R₅ и конденсаторами С₁, С₂, С₃. Для выполнения амплитудного условия коэффициент обратной связи должен быть равен b=1/h_21э, где h_21э – коэффициент передачи тока транзистора, включенного по схеме с ОЭ.

Задание. Определите резонансную частоту ГГК LC-типа и ГГК RC-типа по значениям, предложенным преподавателем.

 

Тест для самоконтроля к УЭ № 10

Ответьте на вопрос.

1. Чем отличаются электронные генераторы от усилителей?

а) наличием глубокой положительной обратной связи и самовозбуждения;

б) наличием глубокой отрицательной обратной связи и независимого возбуждения;

в) наличием сигнала на входе и отсутствием сигнала на выходе.

Р=3

2. Какое преобразование производят электронные генераторы?

а) гармонический сигнал в сигнал постоянного тока;

б) постоянный ток в гармонический или импульсный сигнал;

в) электронные генераторы не производят преобразований. Р=3

3. Какие колебания являются гармоническими?

а) колебания, изменяющиеся скачкообразно, разделенные паузами;

б) колебания, изменяющиеся по закону косинуса;

в) колебания, изменяющиеся по закону tgx. Р=3

4. Что необходимо для возбуждения автогенераторов?

а) глубокая отрицательная обратная связь;

б) конденсаторная межкаскадная связь;

в) глубокая положительная обратная связь. Р=3

5. Какое из выражений относится: а) к балансу амплитуд; б) к балансу фаз? Р=2

6. Колебания какой частоты генерируют: а) генераторы LС-типа; б) генераторы RС-типа?

1) а) высокой, б) низкой;

2) а) низкой, б) высокой;

3) а, б) высокой. Р=3

7. Каким элементом схемы (рис. 56) выполняется обратная связь в ГГК LC-типа?

а) резистором R₁;

б) конденсатором СК;

в) катушкой L_б. Р=3

8. При сборке схемы автогенератора (рис. 65) было нарушено условие баланса фаз. Каким образом можно обеспечить выполнение этого условия?

а) поменять местами провода, идущие к С_К;

б) заменить катушку L_б на другую?

в) поменять местами провода, идущие к L_б. Р=3

9. Какие параметры схемы (рис. 56) надо изменить, чтобы обеспечить условие баланса амплитуды?

а) значение Е;

б) значение коэффициента трансформации между L_к и L_б;

в) соотношение между R₁ и R₂. Р=3

10. Какие параметры схемы (рис. 57) автогенератора влияют на частоту колебаний?

а) L_к, С_к, С_э, С₁;

б) L_к, С_к, L_б;

в) L_к, С_к. Р=3

11. Коллектор транзистора соединили через конденсатор с базой (рис. 57). Будет ли при этом действовать положительная обратная связь в схеме?

а) да;

б) нет;

в) это зависит от значения емкости. Р=3

12. Как надо изменить параметры цепи RС, чтобы увеличить частоту генерируемых колебаний в 2 раза? (рис. 57).

а) уменьшить R в 2 раза;

б) уменьшить С в 2 раза;

в) уменьшить R и С в раз. Р=3

13. Можно ли количество звеньев цепи RС сократить до двух?

а) нет; б) да;

в) это зависит от частоты генерируемых колебаний. Р=3

 

УЭ №11. Импульсные устройства.

a	b	g	Кt	v
			0, 5

Форма организации учебного занятия: модульный урок.

После изучения данного УЭ Вы будете

знать:

– формы импульсных сигналов;

– параметры импульсных сигналов, их применение.

уметь:

– определять значения R_б и С_б для заданной частоты мультивибратора;

– определять скважность импульсов по значениям периода и времени импульса.