Автогенератор

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:

I. Кіріспе

II. Негізгі бөлім.

1. Автогенератордың құрылымдық сұлбасы 2. Қозу механизмі

3. Автогенератордың жұмсақ және қатты жұмыс істеу режимдері

III. Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Тербелістер - белгілі бір жиілікте уақытпен сипатталатын қозғалыстар немесе процестер. Табиғатта және технологияда тербеліс процестері кеңінен қолданылады, мысалы, маятникті сағатта, ауыспалы ток және т. б.

Ауыспалы токтар мен кернеулерді алу үрдісі электрлік тербелістердің генерациясы деп аталады, ал электр құрылғысы генератор деп аталады.

Күшейткіштегі өзін-өзі тербелу процесі өзін-өзі қоздыру деп аталады.

Шығыс тербелісі түріне байланысты генераторлар 2 топқа бөлінеді:

1) Гармоникалық тербелістер генераторлары;

2) Жарылғыш тербелістер генераторлары (импульстік генераторлар) .

Тербелістер қосымша сыртқы әсерлерсіз пайда болатын құрылғылары өзін-өзі қоздыратын генераторлар немесе автогенераторлар деп аталады.

Жоғары жиілікті тербелістерді автогенераторлары, әдетте, тербелмелі тізбек (LC-генераторларында) немесе пьезоэлектрлік резонаторда элементтер арқылы құрастырылады. Төмен жиілікті тербелістердің автогенераторлары (10 кГц) резисторлық-сыйымдылық схемалар негізінде (RC генераторлары) құрастырылған. [5]

Автогенератор (АГ) - қорек энергиясын электр тербелісіне түрлендіретін құрылғы [1] . Ол радиотаратқыштарда қолданылады. [3]

Ол электромагниттік тербелістерді өздігінен қоздыратын генератор болып табылады. Және сыртқы әсерлерден тәуелді емес. [2]

Автогенератордың құрылымдық сұлбасы

1912 жылы Ли де Форест алғашқы лампалы автогенераторды құрастырды. Бірақ 1913 жылы Г. Армстронг осындай автогенратордың ресми өнертапқышы болды. Ли де Форест пен Г. Армстронг арасындағы патентке байланысты сот процесі 1934 жылға дейін созылды. Ли де Форест сотты жеңеді, бірақ радиотехникада әдетте Армстронг әзірлеген шам генераторы деп есептеледі. Өнертабысқа патент алуға Р. Фессендер, А. Мейснер, Г. Раунд, Р. Хартли и Э. Колпиц сияқты басқа да өтініш берушілер болды, бірақ олардың құрылғылары кеңінен қолданылмады.

Лампалық генераторы арқасында бір арнадағы кері байланыс қамтамасыз етілді, себебі ол бір жиіліктің ауытқуын тудырды. Автогенераторлардың көптеген түрлері бар, оларға ортақ жүйе - автоматты түрде ауытқуларды тудыратын өзін-өзі тербейтін жүйе.

Бір контурлы автогенераторда, тиісінше, бір тербелмелі контур бар. [2]

Жиілік бойынша тұрақты автогенераторлар көптеген радиоэлектронды жүйелерде қолданылады. [3]

Автогенераторлың құрылымын көрсететін жалпылама сұлба 1-суретте. Ол күшейткіш - активті элемент (АЭ), кері байланыс тізбегі - пассивті төртполюстен (ПЧ) тұрады. [4]

1-сурет. Автогенераторлың құрылымын көрсететін жалпылама сұлба.

Автогенератордың жұмыс істеу принципі - бұл қорек көзі резонатор арқылы өтпелі тербеліс әсерінен активті элементке әсер етеуі. Бұл үшін энергия көзі қосылуы керек. Активті элемент энергия көзін тербеліс энергиясына түрлендіреді де, резонаторға жібереді. Генератордың өздігінен қозу жағдайы орындалған кезде тербелістердің амплитудасы артады, яғги резонатор арқылы тұтынылатын қуат активті элементтің қуатынан аз болады.

Өсіп жатқан амплитуда энергия балансына әкеледі. Амплитуданың жоғарылауымен активті элемент сызықтық емес болып, осылайша шығыс қуатының өсуін тоқтатады. Ол шығын және тұтыну қуаттары теңестіруге әкеледі. Егер шағын ауытқулар тепе-теңдікке әсер етпесе, стационар күйдегі тербелу режимі орын алады. Тербелістердің жиілігі мен амплитудасы уақытпен өзгермейді, активті элемент параметрлері және автогенераторда кездесетін тербеліс жүйесімен сипатталады. Осы қасиеті автогенераторды басқа радиотаратқыш каскадтардан өзгешелейді. [2]

Автогенераторлардың пішіні, жиілігі және амплитудасы оларды құрайтын жүйенің элементтерімен анықталады. Мұндай жүйелер автогенераторлы немесе автотербелмелі жүйелер (AТЖ) деп аталады.

AТЖ құрамында тербелістер үшін энергия тудыратын қуат көзі, қуат беретін жүйеге энергияны енгізуді бақылайтын реттеуші регулятор және ауытқу режимін анықтайтын нақты тербеліс жүйесі бар. Регулятор әдетте белсенді күшейтетін элемент: олар - транзистор, күшейткіш лампа. Гармоникалық тербелістерді генерациялау үшін тербеліс жүйесі тар жолақты таңдау төртполюсті тізбегі болуы керек. Басқарушы активті элемент тербелісті жүйемен бірге сызықты емес жиіліктегі таңдау күшейткішті құрайды.

Күшейткішті қоздыру және қажетті деңгейде тербелістерді ұстап тұру үшін күшейткіштің өзі шығаратын тербелістер пайдаланылады: күшейткіштің шығысындағы тербелістің кейбір энергиясы оны сыртқы кері байланыс циклі арқылы енгізеді (кері байланыс циклы ретінде әдетте пассивті элементтер пайдаланылады) . Сыртқы кері байланысқа ие автогенератор 2-сурет диаграммасында көрсетілген. [6]

wpeB9.gif (4092 bytes)

2-сурет.

Қозу механизмі

Іске қосу сәтінде (мысалы, қуат көзі қосулы кезде) тербеліс жүйесінде кері байланыс тізбегі арқылы еркін тербелістер болады, бұл бастапқы тербелістер күшейткіштің кірісіне беріледі, ал бірінші кезеңде олардың амплитудасы кішкентай кезде, күшейткішті сызықтық режимде жұмыс істей алады деп санауға болады. Егер бір тербеліс кезеңінде күшейткіш энергияны осы уақыт ішінде тұтынылатыннан үлкенірек қуатқа жіберсе, онда амплитудалық ұлғаю үрдісі орын алады.

Автотербелудің амплитудасының өсуімен күшейткіш элементтің бейсызықтығы пайда болады, күшею коэффициенті өсуі баяулайды. Амплитудалық өсу тербеліс жүйесіндегі шығындар өтелетін болса тоқтатылады, яғни стационарлық амплитудасын құру сатысында активті элементтің сызықтығы негізгі рөл атқарады. Таңдау сұлбасында КС ретінде пайдаланылғандықтан, AГ ішінде амплитудасының өсуі мен қалыптасу шарттары тек бір гармоникалық компонент үшін қанағаттандырылады; демек, AГ шығысында автотербелістер осы жағдайларды қанағаттандыратын жиіліктермен үйлесімді болады. [6]

Автогенератордың жұмсақ және қатты жұмыс істеу режимдері.

Автогенераторлардың 2 жұмыс істеу режимдері бар: қатты және жұмсақ.

Жұмсақ режим автогенераторды іске қосқан кезде стационар режим тез орнату арқылы сипатталады.

Қатты режимде тербелістерді орнату үшін қосымша жағдайлар талап етіледі: олар - кері байланыс коэффициентінің үлкен мәні немесе қосымша сыртқы әсер.

Жұмсақ режимде АГ-да жұмыс нүктесінің позициясы өсіп келе жатқан тербелістерге байланысты емес. Өте жақсы қоздыру үшін, активті элементтің жұмыс нүктесі ДПХ сызықтық бөлігінің ортасында, яғни ең күшейту нүктесінде орналасады (3-сурет) .

3-сурет.

АГ-да қатты қоздыру режимі бар, жұмыс нүктесі төменгі сызықты емес аймақта (кесуге жақын) белгіленеді, сондықтан генерация болмаған жағдайда нөлге жақын болады. Күшейту коэффициенті аз болғандықтан бастапқы тербелістер дами алмайды (Cурет 4) .

4-сурет.

Қоздыру режимінің сапасын талдау үшін АГ-ның тербелістің мынандай сипаттамалары қолданылады: АГ-дың жабық контур кезіндегі күшейткіштің шығыс кернеуінің амплитудасы (немесе күшейту коэффициенті) кіріс кернеуінің амплитудасына тәуелділігіне байланысты және оны ашу кез келген қолайлы нүктеде, мысалы, 5-суретте көрсетілгендей, орындалуы мүмкін.

5-сурет.

Жұмсақ қоздыру режимі максималды қаттылықпен иілген қисық сызықпен сипатталады. Тербеліс сиппаттамаларының координаттарындағы кері байланыс тізбегі кері байланыс сызығы (КБС) деп аталады, өйткені U _{m, OC} =K _OC U _{m, вых,} ал U _{m, вх} =U _{m, OC} координаттарда кері байланыс тізбегінің (U _{m, вх} , U _{m, вых} ) теңдеуі U _{m, вых=} $\frac{U_{m, вх}}{К_{ОС}}$ ие, ал (U _{m, вх,} К) КБС K=1/K _OC - абсцисс қатарына параллель сызық болып табылады.

Сызықты тербеліс сипаттамасының КБС-мен амплитудалық баланстық теңдеуге сәйкес қиылысу нүктесі стационарлық амплитудаларды U _{m, ВХ, СТ} және U _{m, ВЫХ, СТ} анықтайды.

6-суретте АГ-ның тербеліс сипаттамасының қарапайым жұмсақ қоздыру және бірнеше КБС-мен көрсетілген.

6-сурет.

6-суретте көрсетілгендей, 1/К _ОС >K(0) тербеліс сипаттамасы мен КБС О және M қиылысу нүктелерінің, О - тұрақсыз және M тұрақты, болатыны көрсетілген.

Тұрақты қозу орын алған жағдайын қарастырайық (Cурет-7) .

7-сурет.

AГ біраз уақыт қосылғанда, амплитудасы бар кернеу U _{m, вых, 1} шығысында болсын. Тербеліс кері байланыс арқылы амплитудасы бар кіріске U _{m, вх, 1} = U _{m, вых, 1} К _ОС беріледі. Өз кезегінде U _{m, вх, 1} кернеу U _{m, вых, 2} шығыс кернеуін тудырады (7-суретті қараңыз) және т. б.

Сонымен қатар, біз М нүктесіне жеткенге дейін тербеліс сипаттамасынан КБС-ға, КБС-тан тербелісті сипаттамаға дейін және т. б. өтуге болады. Нәтижесінде мұндай диаграммалар Ламерей диаграммалары деп аталады. Бұл диаграмма AГ қосылуымен M нүктесімен анықталатын кез-келген шағын наразылық стационарлық жағдайға әкеледі. М нүктесінің 8-суретте амплитудасының U _{m, вх, СТ} +∆U _{m, вх} өзгеруімен стационарлық екендігі көрсетілген.

8-сурет.

Осыған ұқсас диаграммаларды 6, б-суреттен қараңыз.
AГ режимінде стационар амплитудасының мәнін өзгерту үшін, кері байланыс коэффициентінің мәнін өзгерту жеткілікті. К _ос нөлдік мәннен өсуінен бастап өзіндік тербелістер К _{ос, кр} = 1 / K (0) мәніне жетпейінше орындалмайды, мұнда K (0) - күшейту коэффициенті U _{m, вх} =0 кездегі, яғни AГ қозған кездегі. К _ос одан әрі өсуі көбеюге әкеледі U _{m, вх, СТ} (9-суретті қараңыз) . К _ос төмендеуі, ол ұлғайған сайынғы U _{m, вх, СТ} сызықтың өзгеруіне әкеледі. АГ шығу тізбегінде сигналдың амплитудасы үшін ұқсас графикті құруға болады.

9-сурет.

AГ режимінің өзін-өзі қоздырудың қатаң режимі бір немесе бірнеше нүктелермен және сәйкесінше екі қиылысу нүктесімен (10-сурет) бірге ойық-дөңес біркелкі сипатпен сипатталады.

10-сурет.

Бұл сипаттаманың түрі AГ бар және күшейетін элементтің жұмыс нүктесі өтпелі сипаттамасының төменгі бөлігінде орналасқан. Бұл жағдайда 0 және М нүктелері тұрақты болғанын және N нүктесі тұрақсыз екенін көру оңай. Шығыстағы амплитудасы U _{m, вх} аз болса, автотербеліс U _{m, вых, N} күшейтілмейді (11-суреттегі диаграмманы қараңыз) .

11-сурет.

Генераторды осы К _ос М күйіне қою үшін АГ-ды қоздыру немесе қоздыру сигналы деп аталатын қосымша сигналмен (кіріс немесе шығу жағында) қуаттандыру қажет. Бұл жағдайда қоздыру сигналының мәні N нүктесімен анықталған мәннен асып кетуі керек. Және де кері байланыс циклі бойынша қоздыру сигналы генераторды стационарлық күй M нүктесіне (12-суретті қараңыз) жеткізеді.

12-сурет.

Осындай АГ-ды қоздыру үшін қосымша қоздыру қолдануға болмайды, бірақ генератор өзін-өзі қоздыратын осындай күшті кері байланыс орнатуға болады; ол үшін белгілі бір шарттар мынандай К _ОС >K _{OC, KP, 1} =1/K(0) орындалуы керек. Бұл жағдайда K (0) аз екенін ескере отырсақ, шарт үлкен кері байланыспен қанағаттануы мүмкін екенін көреміз. Бұл факт 13-суретте көрсетілген.