Generador de servicios públicos automáticos en el plan de transistores. Oscilaciones eléctricas que fluyen. Auto-oscilaciones. Generador de oscilaciones no iluminadas (en el transistor). Generadores en transistores de campo

Las oscilaciones electromagnéticas gratuitas en el circuito oscilatorio real siempre están en descomposición. Para que sean desafortunados, debe crear un dispositivo con el cual la pérdida de energía se compense con cada oscilación completa en el circuito. Ampliamente aplicable llamado autocalbania - Fluctuaciones difíciles apoyadas en el sistema debido a permanente fuente externa La energía, y el propio sistema los controla, asegurando la coherencia de la ingesta de energía por ciertas partes en el momento adecuado.

Cualquier sistema auto-oscilante consiste en las siguientes cuatro partes (Fig. 1): 1) el sistema oscilante; 2) la fuente de energía, debido a que las pérdidas se compensan; 3) La válvula es un elemento que regula el flujo de energía en un sistema vibratorio con ciertas partes en el momento adecuado; 4) Retroalimentación: control del trabajo de la válvula a expensas de los procesos en el propio sistema oscilante.

El generador en el transistor es un ejemplo de un sistema de oscilación automática. La Figura 2 muestra un esquema simplificado de dicho generador, en el que el papel de la "válvula" desempeña el transistor. El circuito oscilante está conectado a la fuente actual secuencialmente con el transistor. Transistor de transición del emisor a través de la bobina. L. SV inductivamente está asociado con un contorno oscilatorio. Esta bobina se llama la bobina de retroalimentación.

Cuando el circuito se cierra a través del transistor, el pulso de corriente pasa, lo que carga al condensador del circuito oscilatorio, como resultado del cual se producen las oscilaciones electromagnéticas libres de la amplitud pequeña en el circuito. Corriente corriente a lo largo de la bobina del contorno L., induce un voltaje alterno en los extremos de la bobina de retroalimentación. Bajo la acción de este voltaje, el campo eléctrico de la transición del emisor está aumentando periódicamente, se debilita y se abre el transistor, está bloqueado. En esos intervalos cuando el transistor está abierto, los pulsos actuales pasan a través de él. Si la bobina L. SV está conectado correctamente (retroalimentación positiva), la frecuencia de los pulsos de corriente coincide con la frecuencia de las oscilaciones que se producen en el circuito, y los pulsos de corriente llegan al contorno en aquellos momentos en que las cargas del condensador (cuando se cobra la placa superior del condensador afirmativamente). Por lo tanto, los pulsos actuales que pasan a través del transistor son recargados por el condensador y reponen la energía del contorno, y las oscilaciones en el circuito no se desvanecen.

Si con una retroalimentación positiva, aumenta lentamente la distancia entre las bobinas. L. Sv I. L., Con la ayuda de un osciloscopio, se puede encontrar que la amplitud de la auto-oscilación disminuye, y las auto-oscilaciones pueden detenerse. Esto significa que con una retroalimentación débil, la energía que entra en el contorno, menos energía, se convierte irreversiblemente en la interna. Por lo tanto, la retroalimentación debe ser tal que: 1) el voltaje en la transición del emisor cambió SIMPHANLY con la tensión en el condensador del circuito: es una condición de fase de la autoexcitación del generador; 2) La retroalimentación garantizaría que exista tanta energía en el contorno, ya que es necesario compensar las pérdidas de energía en el circuito es una condición de amplitud de la autoexcitación.

La frecuencia de la autoestilación es igual a la frecuencia de las oscilaciones libres en el circuito y depende de sus parámetros.

Reducción L. y DE, Puede obtener oscilaciones desafortunadas de alta frecuencia utilizadas en la ingeniería de radio.

La amplitud de las auto-oscilaciones establecidas, como muestra la experiencia, no depende de las condiciones iniciales y se determina con los parámetros del sistema de oscilación automática: la tensión de origen, la distancia entre L. Sv I. L., Resistencia al contorno.

Literatura

Aksenovich L. A. Física en la escuela secundaria: Teoría. Tareas. Pruebas: Estudios. Manual para las instituciones que garantizan la producción de total. medios de comunicación, educación / L. A. AKSENOVICH, N.N.RAKINA, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - MN: Adukatsya I Vikavanne, 2004. - C. 394-395.

Diapositiva 2.

Las oscilaciones automáticas son oscilaciones de desafortunado en un sistema dinámico disipativo con retroalimentación no lineal, respaldada por energía constante, es decir, influencia externa no periódica. Las oscilaciones automáticas difieren de las oscilaciones forzadas por el hecho de que estos últimos son causados \u200b\u200bpor una influencia externa periódica y se producen con la frecuencia de este impacto, mientras que la aparición de auto-oscilaciones y su frecuencia se determinan por las propiedades internas del sistema auto-oscilante. sí mismo. El término de las auto-oscilaciones en la terminología de habla rusa fue introducida por A. A. Andronov en 1928.

Diapositiva 3.

Los ejemplos de auto-oscilaciones pueden servir: las fluctuaciones desafortunadas del péndulo del reloj debido a la acción constante de la severidad de los pesos de coronación; Vibraciones de la cadena de violín bajo la influencia de un arco uniformemente móvil; Apariencia corriente alterna en los circuitos del multivibrador y en otros generadores electrónicos con voltaje de suministro constante; la oscilación de la columna de aire en la tubería de órganos, con un suministro de aire uniforme; Oscilaciones de rotación de engranaje por hora de latón con eje de acero suspendido a imán y remolinos (experiencia de Hamazkov)

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Condiciones de excitación de las auto-oscilaciones.

a) La energía de la fuente debe fluir hacia el ritmo con fluctuaciones en el circuito; b) La energía que proviene de la fuente debe ser igual a sus pérdidas en el circuito.

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Reloj como un sistema auto-oscilante.

Diapositiva 6.

Generador de oscilación electromagnética de alta frecuencia.

e a b con l l ls

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Analogía entre las auto-oscilaciones mecánicas y electromagnéticas.

Diapositiva 8.

1. Si se cobra el condensador del circuito oscilatorio, luego surgirá las oscilaciones en el circuito. 2. Para las vibraciones no le atribuyó, es necesario compensar la pérdida de energía por cada período de oscilaciones. 3. Reponer la energía, el condensador recargable. 4. Para esto, es necesario conectar periódicamente el contorno a la fuente. voltaje constante. 5. El monitólogo debe estar conectado a la fuente solo en aquellos intervalos de la hora en que la placa adjunta al polo "+" se carga "+", y la piscina se adjunta a la piscina "-". 6. En el circuito, las oscilaciones desafortunadas se instalarán solo si la fuente se conectará al contorno en esos intervalos de tiempo cuando la energía es posible. 7. Para hacer esto, es necesario asegurarse. trabajo automático Clave o transistor.

Diapositiva 9.

Cómo crear oscilaciones de desafortunado en el contorno:

Diapositiva 10.

Esquema de transistores

Diapositiva 11.

La operación del generador en el transistor.

1. La corriente en el circuito surgió y recarga el condensador del circuito durante las fluctuaciones, es necesario informar de la base "-" en relación con el potencial del emisor, y en aquellos intervalos de tiempo, cuando se carga la placa superior del condensador "+ ", y el fondo -" - ". Esto corresponde a una llave cerrada. 2. Para compensar la pérdida de fluctuaciones en el circuito en el circuito, el voltaje en la transición del emisor debe cambiar periódicamente el signo en estricto acuerdo con las oscilaciones de voltaje en el circuito. 3. Se necesita la retroalimentación.

El funcionamiento del generador en el transistor. 1. La corriente en el circuito surgió y recarga el condensador del circuito durante las fluctuaciones, es necesario informar de la base "-" en relación con el potencial del emisor, y en aquellos intervalos de tiempo, cuando se carga la placa superior del condensador "+ ", y el fondo -" - ". Esto corresponde a una llave cerrada. 2. Para compensar la pérdida de fluctuaciones en el circuito en el circuito, el voltaje en la transición del emisor debe cambiar periódicamente el signo en estricto acuerdo con las oscilaciones de voltaje en el circuito. 3. Se necesita la retroalimentación.

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TIPOS DE OSILLACIONES

"Oscilaciones que fluyen", por lo tanto, el movimiento es un carácter aperiódico (no periódico): el sistema derivado de la posición de equilibrio regresa a la posición de equilibrio sin hacer oscilaciones. Deja de ser periódico. TEMA: Oscilaciones que fluyen. Oscilaciones de plomería gratis en un circuito oscilatorio eléctrico; 26.27.

"Australia" es un generador de oscilación electromagnética de alta frecuencia. El término de las auto-oscilaciones en la terminología de habla rusa se introdujo por A. reloj como un sistema auto-oscilante. Las oscilaciones automáticas son oscilaciones de desafortunado en un sistema dinámico disipativo con retroalimentación no lineal, respaldada por energía constante, es decir, influencia externa no periódica.

"Física" Oscilaciones armónicas "" - Coeficiente de atenuación. Movimiento desde algún punto de inicio antes de regresar al mismo punto. Las oscilaciones que fluyen son oscilaciones no periódicas. Cargo de carga del condensador. Valores máximos. La atenuación se hace para caracterizar una disminución logarítmica. Otro tipo de resonancia. Ecuación de las oscilaciones en descomposición en el circuito.

"Oscilaciones armónicas y péndulos" son oscilaciones gratuitas. Péndulo. Procesos. Dividimos la ecuación. Movimiento oscilatorio periódico. El concepto de un vector giratorio. Energía del movimiento oscilatorio armónico. Péndulo. Hígado. Sistema oscilatorio. Punto de material. Oscilación armónica con fase inicial. Aceleración con oscilaciones armónicas.

"Oscilaciones armónicas": el vector giratorio de la amplitud caracteriza completamente la oscilación armónica. 3. La diferencia de fase varía en el tiempo arbitrario. La amplitud de la oscilación resultante depende de la diferencia en las fases iniciales. Según la regla de la formación de vectores, encontramos una amplitud total resultante a las oscilaciones: tales oscilaciones se llaman polarizadas linealmente.

En la víspera de la Primera Guerra Mundial, Rusia en las relaciones científicas se ha retrasado significativamente detrás de los países capitalistas avanzados. En particular, no hubo industrias de radio en Rusia. Todos los equipos para las comunicaciones de radio debían importarse desde el extranjero, y después de la revolución, esta fuente estaba prácticamente cerrada. Bajo estas condiciones, los académicos soviéticos, Mandelstam, Papailci, Andronov realizaban una investigación tan profunda sobre los problemas de las oscilaciones forzadas, que estaba mucho por delante de sus colegas occidentales, para que el Centro Científico Mundial se moviera a la URSS.

Con oscilaciones libres, la energía del sistema disminuye. En este sentido, comenzaron a ser ampliamente utilizado.autocalbania - Fluctuaciones difíciles apoyadas en el sistema debido apermanente La fuente externa de energía, y el propio sistema los controla, asegurando la consistencia de la ingesta de energía por ciertas partes en el punto deseado en el tiempo. La frecuencia y la amplitud de las auto-oscilaciones están determinadas por las propiedades del propio sistema y no dependen de la influencia externa. Por ejemplo, un electromagnet se encuentra debajo de la colgante de Gayer de acero en la primavera. Si alternativamente se enciende y apaga la corriente, el peso comenzará a hacer oscilaciones forzadas. Trate de explicar lo que sucederá a continuación? ..

Ahora trata de dar ejemplos de auto-oscilaciones ...

las infortunadas oscilaciones del péndulo del reloj debido a la acción constante de la severidad del reloj Hyryi;
vibraciones de la cadena de violín bajo la influencia de un arco uniformemente móvil;
la oscilación de la columna de aire en la tubería de órganos, con un suministro de aire uniforme;
Oscilaciones de rotación de cobretes engranajes por hora con eje de acero suspendido a imán y torcido
la formación de flujos turbulentos sobre alfombras y umbrales de río;
las voces de las personas, animales y aves se forman gracias a las auto-oscilaciones que surgen del paso del aire a través de los ligamentos de voz.

El sistema de descarga automática mecánico más común es el reloj de péndulo. En 1657, los guigenes cristianos físicos holandeses propusieron usar el héroe de las oscilaciones del péndulo para crear un movimiento uniforme de las flechas en el reloj. El dispositivo propuesto por los Guygens, en sus características principales, se ha conservado al presente: el péndulo, la carga elevada, el ancla y la rueda de correr. Tenga en cuenta que, sobre todo, el péndulo se mueve libremente, recibiendo dos shock por un período. Las oscilaciones ocurren y son respaldadas por el propio sistema oscilante, es decir, son auto-oscilaciones. Para muchos sistemas auto-oscilatorios, los elementos principales se caracterizan: el sistema de oscilación real, la fuente de energía, la "válvula" (regula el flujo de energía en el sistema oscilatorio).

Usando el método de analogía, giramos del sistema mecánico auto-oscilante a un sistema de oscilación automática electromagnético que genera oscilaciones electromagnéticas. Lo que se puede usar como fuente de energía (fuente de corriente), válvula (transistor), sistema oscilatorio en cadena eléctrica (Autoganador)? .. ¿Cómo puedo hacer ejercicio? realimentación ¿Entre la válvula y el sistema oscilatorio? .. (Trabajando con el libro de texto)

El principio de operación del generador en el transistor.(dibujo flash "Generador en Transistor")

En el momento de la conexión de la fuente. corriente continua A través de la cadena de colector del transistor pasa la corriente, cargando el condensador del circuito oscilante. En el circuito habrá oscilaciones electromagnéticas libres. Dado que la bobina del circuito oscilante se conecta inductivamente con la bobina de retroalimentación, entonces su campo magnético cambiante provocará una variable EMF en la bobina de retroalimentación como oscilaciones en el circuito. Este EMF, que se está adjuntando a la base del sitio, el emisor, causará la pulsación actual en la cadena del coleccionista. Dado que la frecuencia de estas ondas es igual a la frecuencia de las oscilaciones electromagnéticas en el circuito, entonces recargan el condensador del circuito y, por lo tanto, admiten la amplitud permanente de las oscilaciones en el circuito.

Observación de cambios en la forma del oscilograma de la frecuencia y amplitud de las oscilaciones.

Le sugiero que haga un ligero estudio de las oscilaciones electromagnéticas de frecuencia de sonido. ¿Qué necesitamos para esto? ¿Generador de sonido y osciloscopio! Pero no sencillo, y ... ¡Virtual! Por lo tanto, necesita otro par de computadoras para sus mini-laboratorios.

Dividimos en 2 grupos para estudiar la dependencia de la forma de oscilación de su 1) frecuencia y 2) amplitud.

¿Y ya que trabajaremos con un generador de sonido, luego me recordaremos, por favor, el rango de frecuencias de sonido audibles? .. (dibujo flash "Bandas de frecuencia de sonido")

1 El grupo funcionará en un rango acústico (audífono) de frecuencias de sonido.

Para 2 grupos de restricciones en el rango de amplitudes no hay.

¡Para el trabajo! ..

Los resultados de la observación de la dependencia de la forma de las oscilaciones de su frecuencia:

Chicos, ¿ves lo que tenemos una galería de imágenes inusuales! ¡Ahora no solo nuestros órganos auditivos pueden disfrutar del sonido, sino también la visión! Y las siguientes palabras no parecerán extrañas: "¿Alguna vez has visto una nueva melodía? ¡Mira qué hermosa! "

En nuestra mini-investigación aplicamos. generador de sonido. ¿Qué sabemos de él? ... ¿Qué otros generadores hay? ...

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Las oscilaciones forzadas ocurren bajo la acción del voltaje alterno producido por los generadores en las centrales eléctricas.
Tales generadores no pueden crear oscilaciones de alta frecuencia requeridas para las comunicaciones de radio? Porque Para hacer esto, sería necesario para una velocidad de rotación muy alta del rotor.
Las oscilaciones de alta frecuencia se obtienen, por ejemplo, utilizando un generador en un transistor.

Sistemas auto-oscilantes

Normalmente, las oscilaciones forzadas no sofisticadas se admiten en el circuito con un voltaje periódico externo.
Pero son posibles otras formas de obtener oscilaciones fallidas.

Por ejemplo, hay un sistema en el que pueden existir oscilaciones electromagnéticas libres con una fuente de energía.
Si el sistema en sí es regular el flujo de energía en el circuito oscilante para compensar la pérdida de energía en la resistencia, puede ocurrir en ella. oscilaciones de mala calidad.

Sistemas en los que se generan las oscilaciones de la mala suerte al aumentar la energía de la fuente dentro del sistema en sí. auto-oscilatorio. Las oscilaciones de desafortunado que existen en el sistema sin afectar a ella se llaman fuerzas periódicas externas. auto-oscilaciones.

El generador en el transistor es un ejemplo de un sistema de oscilación automática.
Consiste en un circuito oscilatorio con un condensador con un recipiente con una bobina de inductancia L, una fuente de energía y un transistor.

¿Cómo crear oscilaciones desafortunadas en el circuito?

De modo que las oscilaciones electromagnéticas en el circuito no están atenuadas, debe compensar la pérdida de energía por cada período.

Puede rellenar la energía en el circuito, el condensador recargable.
Para hacer esto, es necesario conectar periódicamente el contorno a la fuente de voltaje constante.

El condensador debe estar conectado a la fuente solo en aquellos intervalos de tiempo cuando la placa conectada al poste positivo se carga positivamente, y el unido al polo negativo es negativo.
Solo en este caso, la fuente recargará al condensador, causando su energía.

Si la tecla está cerrada en el momento en que la placa unida al poste positivo es negativo, y el unido al polo negativo es positivo, el condensador se descargará a través de la fuente. La energía del condensador disminuirá.

La fuente de voltaje constante se conecta permanentemente al condensador del circuito, no puede admitir fluctuaciones no iluminadoras en ella, así como una fuerza constante no puede soportar oscilaciones mecánicas.
Durante medio período, la energía entra en el contorno, y en la próxima mitad del período regresa a la fuente.

En el circuito, las oscilaciones desafortunadas se instalarán solo siempre que la fuente se conecte al contorno en aquellos intervalos de la hora en que la transmisión de potencia sea posible por el condensador.
Para hacer esto, es necesario asegurar la clave automática para trabajar.
A alta frecuencia, las oscilaciones, la clave debe tener una velocidad confiable. Como tal clave prácticamente imposible y usó el transistor.

El transistor consiste en un emisor, base de datos y colector.
El emisor y el colector tienen los mismos portadores de carga principal, como los agujeros (semiconductores de tipo P).
La base tiene portadores básicos del signo opuesto, como los electrones (semiconductores de tipo N).

La operación del generador en el transistor.

El circuito oscilante está conectado constantemente con una fuente de voltaje y un transistor para que se suministre un potencial positivo al emisor, y el colector es negativo.
En este caso, la transición del emisor es la base (la transición del emisor) es directa, y la base de transición: el colector (transición del colector) resulta revertir, y la corriente en la cadena no va.
Esto corresponde a una llave abierta.

Para que el circuito en el circuito haya llegado a la corriente y recargue el condensador del circuito durante las oscilaciones, es necesario informar a la base negativa con respecto al potencial del emisor, y en aquellos intervalos del tiempo cuando la placa superior del condensador está cargada positivamente. , y lo inferior - negativo.
Esto corresponde a una llave cerrada.

En los intervalos de tiempo, cuando la placa superior del condensador es negativa, y la corriente, positiva, la corriente en el circuito del circuito, se debe faltar. Para esto, la base debe tener un potencial positivo en relación con el emisor.

Por lo tanto, para compensar la pérdida de energía de las oscilaciones en el circuito, el voltaje en la transición del emisor debe cambiar periódicamente el signo en estricto acuerdo con las fluctuaciones de voltaje en el circuito.
Innecesario realimentación.

Aquí está la retroalimentación: inductiva
Una bobina de inductancia L CB está conectada a la transición del emisor, conectada inductivamente con la bucle de la bobina LOB.
Oscilaciones en el circuito debido a la inducción electromagnética Excite las fluctuaciones de voltaje en los extremos de la bobina y, por lo tanto, en la transición del emisor.
Si la fase de fluctuaciones de voltaje en la transición del emisor se elige correctamente, la corriente "Empuje" en el circuito de circuito actúa en el contorno en los intervalos de tiempo deseados, y las oscilaciones no se desvanecen.
En contraste, la amplitud de las oscilaciones en el circuito aumenta hasta que la pérdida de energía en el circuito no será compensada con precisión por el flujo de energía de la fuente.
Esta amplitud es mayor cuanto mayor sea el voltaje de origen.
Un aumento en el voltaje conduce a un aumento en el condensador recargable "PUSH" actual.

Los generadores en los transistores se utilizan ampliamente, no solo en muchos dispositivos radiotécnicos: receptores de radio que transmiten estacas de radio, amplificadores, computadoras.

Los elementos principales del sistema auto-oscilante.

En el ejemplo del generador en el transistor, se pueden distinguir los elementos principales característicos de muchos sistemas auto-oscilantes.

1. La fuente de energía, a expensas de las cuales las oscilaciones de desafortunado son compatibles (en el generador en el transistor es una fuente de voltaje constante).

2. El sistema oscilatorio es la parte del sistema de oscilación automática directamente en la que se producen oscilaciones (en el generador en el transistor, es un circuito oscilatorio).

3. Un dispositivo que regula el flujo de energía de la fuente al sistema oscilatorio es la válvula (en el generador considerado - transistor).

4. Un dispositivo que proporciona la retroalimentación mediante la cual el sistema oscilante controla la válvula (en el generador en la conexión inductiva del transistor de la bobina de contorno con la bobina en el circuito del emisor.

Ejemplos de sistemas auto-oscilatorios.

Oscilaciones automáticas en sistemas mecánicos: un reloj con un péndulo o un equilibrador (una rueda con un resorte que hace oscilaciones retorcidas). La fuente de energía en el reloj es la energía potencial del peso elevado del peso o resorte comprimido.

Los sistemas auto-oscilantes incluyen una campana eléctrica con un interruptor, un silbato, tuberías de órganos y mucho más. Nuestro corazón y pulmón también se pueden ver como sistemas auto-oscilantes.