ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №1

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №2

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №3

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №4

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №5

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №6

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №7

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №8

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №9

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №10

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №11

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №12

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №13

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №14

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №15

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №16

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №17

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №18

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №19

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №20

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №21

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №22

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №23

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №24

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №25

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №26

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №27

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №28

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №29

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №30

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №31

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №32

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №33

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №34

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, слайд №35

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ. Доклад-сообщение содержит 35 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Слайд 2

Описание слайда:

ОСНОВНЫЕ ТЕМЫ ЛЕКЦИИ УСЛОВИЕ САМОВОЗБУЖДЕНИЯ АВТОГЕНЕРАТОРОВ ГЕНЕРАТОРЫ ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ (МУЛЬТИВИБРАТОРЫ) ЖДУЩИЕ МУЛЬТИВИБРАТОРЫ (ОДНОВИБРАТОРЫ)

Слайд 3

Описание слайда:

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ Генератором электрических колебаний называется устройство, преобразующее энергию источника потоянного тока в энергию переменного тока требуемой формы. В зависимости от формы выходного напряжения различают: генераторы гармонических колебаний (выходной сигнал имеет вид синусоиды) и генераторы негармонических колебаний (импульсные или релаксационные генераторы). Генератор электрических колебаний может работать в одном из двух режимов: режим непрерывных автоколебаний (автогенератор) или режим запуска внешними сигналами.

Слайд 4

Описание слайда:

Выходное переменное напряжение в режиме непрерывных автоколебаний формируется сразу после подключения напряжения питания и не требует для начала работы подачи внешнего управляющего воздействия. Выходное переменное напряжение в режиме непрерывных автоколебаний формируется сразу после подключения напряжения питания и не требует для начала работы подачи внешнего управляющего воздействия. Генераторы, работающие в режиме запуска внешними сигналами, после подключения источника питания могут сколь угодно долго находится в устойчивом состоянии, не формируя выходное переменное напряжение. При подаче управляющего сигнала на вход такого генератора, на его выходе формируется выходной сигнал, параметры которого полностью определяются собственными характеристиками устройства.

Слайд 5

Описание слайда:

УСЛОВИЕ САМОВОЗБУЖДЕНИЯ АВТОГЕНЕРАТОРА Положительная обратная связь (ПОС) является главной общей особенностью всех генераторов. Коэффициент усиления по напряжению для усилительного устройства с ПОС определяется соотношением: kU_ПОС = Uвых / Uвх = kU / (1 – bос • kU). Если выполняется условие: 1 – bос • kU = 0, то коэффициент усиления становится равным бесконечности. Это означает, что усилительное устройство создает выходной сигнал даже при бесконечно малом напряжении тепловых шумов на входе усилителя.

Слайд 6

Описание слайда:

Учитывая условия устойчивости усилителей, можно сделать вывод о том, что: Учитывая условия устойчивости усилителей, можно сделать вывод о том, что: система с обратной связью неустойчива, если имеются частоты, при которых одновременно выполняются два условия: 1 – фазовый сдвиг в разомкнутой цепи обратной связи равен или кратен 2π (т.е. имеется положительная ОС) и 2 – коэффициент передачи разомкнутого тракта больше единицы: kU • bос ≥ 1 Первое условие называется – баланс фаз автогенератора; второе условие называется – баланс амплитуд автогенератора.

Слайд 7

Описание слайда:

ГЕНЕРАТОРЫ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ Для генератора гармонического (синусоидального) сигнала эти условия должны выполняться только на одной частоте. Если указанные условия выполняются для нескольких частот, то выходное напряжение имеет негармонический характер. Различают следующие основные типы гармонических автогенераторов: низкочастотные (до 100 кГц), высокочастотные (от 100 кГц до 100 МГц) и ультравысокочастотные (более 100 МГц).

Слайд 8

Описание слайда:

Основными функциональными элементами автогенератора являются: активный элемент, выполненный в виде усилительного устройства для обеспечения баланса амплитуд, и фазосдвигающая цепь, обеспечивающая баланс фаз. Основными функциональными элементами автогенератора являются: активный элемент, выполненный в виде усилительного устройства для обеспечения баланса амплитуд, и фазосдвигающая цепь, обеспечивающая баланс фаз. Простейший автогенератор гармонических колебаний может быть реализован на однокаскадном усили-теле, снабженном цепью ПОС. Усилитель по схеме с ОЭ обеспечивает сдвиг фаз 180о. Поэтому для обеспечения положительной обратной связи необходим трансформатор L2,L1 с противофазными обмотками, создающими допол-нительный сдвиг фаз 180о.

Слайд 9

Описание слайда:

Необходимый коэффи-циент передачи разом-кнутой цепи обратной связи (не менее едини-цы) определяется коэф-фициентом усиления транзисторного каскада с ОЭ – kU и коэффици-ентом передачи понижа-ющего трансформатора L2,L1 – bос. Необходимый коэффи-циент передачи разом-кнутой цепи обратной связи (не менее едини-цы) определяется коэф-фициентом усиления транзисторного каскада с ОЭ – kU и коэффици-ентом передачи понижа-ющего трансформатора L2,L1 – bос.

Слайд 10

Описание слайда:

Усилительные каскады с ОБ и ОК не инвертируют входной сигнал, поэтому для построения автогенераторов не нужен дополнительный сдвиг фазы на 180о и можно использовать только одну индуктивность с отводом Усилительные каскады с ОБ и ОК не инвертируют входной сигнал, поэтому для построения автогенераторов не нужен дополнительный сдвиг фазы на 180о и можно использовать только одну индуктивность с отводом

Слайд 11

Описание слайда:

Поэтому для обеспечения баланса амплитуд авто-генератора выходное напряжение с эмиттера транзистора VT1 подается на отвод индуктивности L1 колебательного кон-тура, а на базу транзистора по цепи обратной связи поступает полное напря-жение c колебательного контура L1C2. Поэтому для обеспечения баланса амплитуд авто-генератора выходное напряжение с эмиттера транзистора VT1 подается на отвод индуктивности L1 колебательного кон-тура, а на базу транзистора по цепи обратной связи поступает полное напря-жение c колебательного контура L1C2.

Слайд 12

Описание слайда:

Такие схемы называют «индуктивная трехточка». Три вывода транзистора подключены (по переменному току) к элементам колебательного контура L1C2 в трех точках, а на индуктивности с отводом L1 реализован делитель переменного напряжения. Такие схемы называют «индуктивная трехточка». Три вывода транзистора подключены (по переменному току) к элементам колебательного контура L1C2 в трех точках, а на индуктивности с отводом L1 реализован делитель переменного напряжения. Изготовление индуктивностей с отводами – более сложная технологическая операция, поэтому на практике чаще используют индуктивности без отводов, а делитель переменного напряжения реализуют на конденсаторах, включенных последовательно в колебательном контуре L1C1С2. Такая схема назвается «емкостная трехточка».

Слайд 13

Описание слайда:

Необходимо отметить, что схемы «трехточки» могут быть реализованы только на каскадах с ОБ и ОК, т.е. на усилительных каскадах без инверсии входного сигнала Необходимо отметить, что схемы «трехточки» могут быть реализованы только на каскадах с ОБ и ОК, т.е. на усилительных каскадах без инверсии входного сигнала

Слайд 14

Описание слайда:

НИЗКОЧАСТОТНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ В низкочастотных автогенераторах (с частотой генерации менее 100 кГц) катушки индуктивности имеют очень большие габариты. Поэтому в этом диапазоне частот используют RC-генераторы без катушек индуктивности. Наиболее известен низкочастотный генератор синусоидальных колебаний с мостом Вина. Он обладает достаточно высокой стабильностью частоты и малыми искажениями гармонического сигнала, кроме этого он легко перестраивается по частоте. Усилительным элементом является операционный усилитель (ОУ), охваченный цепью отрицательной обратной связи через резисторы R1, R2.

Слайд 15

Описание слайда:

Через частотно-зависимый делитель R4,C2,R3,C1 на вход операционного уси-лителя подается сигнал положительной обратной связи (ПОС). Через частотно-зависимый делитель R4,C2,R3,C1 на вход операционного уси-лителя подается сигнал положительной обратной связи (ПОС).

Слайд 16

Описание слайда:

для того, чтобы в генераторе с мостом Вина установились колебания, операционный усилитель с цепью ООС должен иметь коэффициент усиления, равный 3. для того, чтобы в генераторе с мостом Вина установились колебания, операционный усилитель с цепью ООС должен иметь коэффициент усиления, равный 3. Цепь нелинейной отрицательной обратной связи R1, R2 обеспечивает требуемый коэффициент передачи только для заданного значения выходного напряжения (равного примерно половине напряже-ния источников питания операционного усилителя). в качестве резистора R1 чаще используется канал полевого транзистора, на управляющий затвор которого подают выпрямленное переменное напряжение с выхода генератора. Величина выходного переменного напряжения управляет сопротивлением канала полевого транзистора, изменяя коэффициент передачи цепи ООС и стабилизируя тем самым выходное напряжение.

Слайд 17

Описание слайда:

КВАРЦЕВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ Стабильность частоты генератора определяется главным образом добротностью резонансной цепи и изменением номиналов частотозадающих элементов при изменении температуры и других дестабилизирующих факторов. Наибольшая практическая величина добротности LC контуров составляет несколько сотен, что подходит для большинства целей, но не годится для стандартов частоты. Когда требуется очень стабильная частота автоко-лебаний, применяют кристаллический резонатор. Некоторые кристаллы, особенно кварц (двуокись кремния) и некоторые керамики, такие как свинцово-циркониевый титанат, обладают пьезоэлектрическими свойствами, т.е. они механически деформируются под воздействием электрического поля.

Слайд 18

Описание слайда:

В результате пьезоэлектрического эффекта тонкая пластинка кварца или керамики с проводящими электродами, напыленными на ее поверхность, совершает механические колебания, когда к электродам подведено переменное напряжение. В результате пьезоэлектрического эффекта тонкая пластинка кварца или керамики с проводящими электродами, напыленными на ее поверхность, совершает механические колебания, когда к электродам подведено переменное напряжение. Эти колебания, в свою очередь, создают электри-ческие сигналы, которые выглядят как «противо ЭДС», определяющая эффективный электрический импеданс (комплексное сопротивление) кристалла. Амплитуда колебаний максимальна на резонансной частоте кристалла. Внутренние потери в кристалле очень малы и величина эквивалентной добротности может быть очень большой, достигая 105 ÷ 106. Диапазон резонансных частот может быть от десятков килоГерц до десятков МегаГерц и зависит эта частота от размеров и формы кристаллов.

Слайд 19

Описание слайда:

Электрические параметры кристаллов являются комбинацией характеристик последовательного и параллельного колебательных контуров. Электрические параметры кристаллов являются комбинацией характеристик последовательного и параллельного колебательных контуров. На большей части частотного диапазона эквивалентное сопротивление кристалла имеет емкостной характер, за исключением частот вблизи резонанса, где сопротивление уменьшается до очень малых величин на частоте «последовательного» резонанса, а затем увеличивается до очень больших величин на частоте «параллельного» резонанса. Частота параллельного резонанса всегда несколько выше частоты последовательного резонанса, но в большинстве случаев их можно считать одинаковыми.

Слайд 20

Описание слайда:

На рис. приведена схема кварцевого генератора по схеме емкостной трехточки. На рис. приведена схема кварцевого генератора по схеме емкостной трехточки. Кварцевый резонатор Z1 включен вместо ка-тушки индуктивности

Слайд 21

Описание слайда:

В этой схеме кварцевый резонатор Z1 работает на частоте последовательного резонанса, т.е. имеет на этой частоте минимальное сопротивление. В этой схеме кварцевый резонатор Z1 работает на частоте последовательного резонанса, т.е. имеет на этой частоте минимальное сопротивление.

Слайд 22

Описание слайда:

ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ (МУЛЬТИВИБРАТОРЫ) Простейшие мультивибраторы могут быть получены введением положительной обратной связи через реактивные элементы (конденсаторы или трансформаторы) в усилитель с большим коэффициентом усиления по напряжению. Поскольку любой логический элемент имеет на передаточной характеристике область активного усилительного режима, достаточно обеспечить такой режим и ввести положительную обратную связь через конденсатор

Слайд 23

Описание слайда:

Резистор R, включенный в цепь отрицательной обратной связи по постоянному току, переводит все логические элементы в активный усилительный режим. Резистор R, включенный в цепь отрицательной обратной связи по постоянному току, переводит все логические элементы в активный усилительный режим. Конденсатор С, включенный в цепь положительной обратной связи по переменному току, обеспечивает режим самовозбуждения. Частота генерируемых импульсов определяется параметрами RC-цепочки:

Слайд 24

Описание слайда:

Очень простой генератор можно реализовать на триггере Шмитта. Выходная частота определяется параметрами RC-цепи и величиной зоны гистерезиса. Очень простой генератор можно реализовать на триггере Шмитта. Выходная частота определяется параметрами RC-цепи и величиной зоны гистерезиса.

Слайд 25

Описание слайда:

ЖДУЩИЕ МУЛЬТИВИБРАТОРЫ (ОДНОВИБРАТОРЫ) Схемы одновибраторов имеют одно устойчивое состояние, в котором они могут оставаться сколь угодно долго, и одно неустойчивое состояние, время нахождения в котором определяется параметрами RC-цепи. Переход в неустойчивое состояние осуществляется коротким входным импульсом или по фронту входного сигнала.

Слайд 26

Описание слайда:

В составе большинства серий логических микросхем ТТЛШ и КМОП имеются ждущие мультивибраторы, например, К555АГ3 - два ждущих мультивибратора. Каждый из мультивибраторов микросхемы имеет: два входа для запуска (А, В) и вход сброса (R), выводы для подключения времязадающих элементов (C, RC), прямой (Q) и инверсный (~Q) выходы. В составе большинства серий логических микросхем ТТЛШ и КМОП имеются ждущие мультивибраторы, например, К555АГ3 - два ждущих мультивибратора. Каждый из мультивибраторов микросхемы имеет: два входа для запуска (А, В) и вход сброса (R), выводы для подключения времязадающих элементов (C, RC), прямой (Q) и инверсный (~Q) выходы. Длительность импульса примерно равна: T(мкс)=0,45*R1(кОм)*C1(нФ).

Слайд 27

Описание слайда:

ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ТАЙМЕР И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ Интегральный таймер предназначен для формирования точных временных интервалов, генерации стабильных частот и функциональных преобразований временных параметров сигналов. Самый первый интегральный таймер NE 555 (фирмы Signetix) появился в 1972 г. Эта ИС применяется в диапазоне временных интервалов от 10 мкс до 1 часа. Таймеру NE 555 соответствует отечественная ИС КР1006ВИ1 в DIP корпусе с 8 выводами. На функциональной схеме таймера КР1006ВИ1 можно выделить: R-S-триггер, Компаратор 1 и Компаратор 2, мощный выходной каскад на транзисторах VT1, VT2, ключ разряда VT3, резистивный делитель R1, R2, R3.

Слайд 28

Описание слайда:

Резисторы делителя имеют очень хорошее взаимное согласование сопротивлений и их температурных коэффициентов, поэтому любое значение напряжения питания всегда делится с большой точностью на три равные части. Резисторы делителя имеют очень хорошее взаимное согласование сопротивлений и их температурных коэффициентов, поэтому любое значение напряжения питания всегда делится с большой точностью на три равные части.

Слайд 29

Описание слайда:

Ждущий мультивибратор на таймере Ждущий мультивибратор генерирует одиночный импульс заданной длительности как отклик на каждый отрицательный импульс запуска. При напряжении питания Епит=5В входные и выходные сигналы совместимы с логическими микросхемами ТТЛШ и КМОП.

Слайд 30

Описание слайда:

Амплитуда входного запускающего импульса может составлять 1/3*Епит и более. Амплитуда входного запускающего импульса может составлять 1/3*Епит и более. В исходном нулевом состоянии триггера конденсатор С1 разряжен через открытый транзистор VT3. С приходом запускающего импульса триггер устанавливается в единичное состояние, транзистор VT3 закрывается и конденсатор С1 заряжается через резистор R. Напряжение на конденсаторе изменяется по экспоненте до величины порога срабатывания верхнего компаратора К1. Длительность выходного импульса определяется номиналами резистора R и конденсатора С1: T = 1,1 * R * C1 и не зависит от величины напряжения питания.

Слайд 31

Описание слайда:

Мультивибраторы на таймерах Мультивибратор должен генерировать последовательность прямоугольных импульсов напряжения с заданными значениями частоты и скважности.

Слайд 32

Описание слайда:

Заряд времязадающего конденсатора осуществляется через два резистора R1+R2. После срабатывания верхнего компаратора К1 триггер переключается в нулевое состояние, открывается транзистор VT3 вывод 7 таймера оказывается соединенным с общим проводом и времязадающий конденсатор С1 разряжается через резистор R2 до напряжения срабатывания нижнего компаратора К2. Заряд времязадающего конденсатора осуществляется через два резистора R1+R2. После срабатывания верхнего компаратора К1 триггер переключается в нулевое состояние, открывается транзистор VT3 вывод 7 таймера оказывается соединенным с общим проводом и времязадающий конденсатор С1 разряжается через резистор R2 до напряжения срабатывания нижнего компаратора К2. Поскольку заряд конденсатора С1 осуществляется через два резистора, а разряд – через один из них, то время заряда Т1 будет больше времени разряда Т2. T1 = 0,7 * (R1 + R2) * C1; T2 = 0,7 * R2 * C1.

Слайд 33

Описание слайда:

Вопросы для экспресс-контроля Назовите условия самовозбуждения генератора Для каких схем возможно построение «трехточек»? Почему невозможно построить «трехточку» для схемы с ОЭ? Чем определяется частота генератора? От чего зависит стабильность частоты автогенератора? Как улучшить стабильность частоты автогенератора?

Слайд 34

Описание слайда:

Вопросы для экспресс-контроля 6. Методы реализации генераторов прямоугольных импульсов. Назовите условия самовозбуждения генераторов. 7. Чем определяется частота генератора? 8. Назовите методы повышения стабильности частоты генераторов? 9. Чем отличается ждущий мультивибратор от обычного генератора?