Générateur d'utilité automatique sur le plan de transistor. Oscillations électriques coulantes. Les auto-oscillations. Générateur d'oscillations non éclairées (sur le transistor). Générateurs sur les transistors de terrain

Les oscillations électromagnétiques libres dans le circuit oscillatoire réel sont toujours en décomposition. Pour qu'ils soient malchanceux, vous devez créer un appareil avec lequel la perte d'énergie serait compensée à chaque oscillation complète du circuit. Largement applicable dite appelée autocalancier - des fluctuations difficiles soutenues dans le système en raison de permanent source externe L'énergie et le système lui-même les contrôlent, assurant la cohérence de la consommation d'énergie par certaines portions au bon moment.

Tout système auto-oscillant se compose des quatre parties suivantes (Fig. 1): 1) le système oscillant; 2) la source d'énergie, due auxquelles les pertes sont compensées; 3) la vanne est un élément de régulation d'un flux d'énergie dans un système vibratoire avec certaines parties au bon moment; 4) Commentaires - contrôle des travaux de la vanne au détriment des processus du système oscillant lui-même.

Le générateur sur le transistor est un exemple de système d'oscillation automatique. La figure 2 montre un schéma simplifié d'un tel générateur, dans lequel le rôle de la "vanne" joue le transistor. Le circuit oscillant est connecté à la source de courant séquentiellement avec le transistor. Transistor de transition émetteur à travers la bobine L. SV inductivement est associé à un contour oscillatoire. Cette bobine s'appelle la bobine de retour.

Lorsque le circuit est fermé à travers le transistor, la pouls de courant passe, qui charge le condensateur du circuit oscillatoire, à la suite de laquelle les oscillations électromagnétiques libres de petite amplitude se produisent dans le circuit. Courant qui coule le long de la bobine de contour L., induit une tension alternée aux extrémités de la bobine de retour. Sous l'action de cette tension, le champ électrique de la transition émetteur augmente périodiquement, il est affaibli et le transistor s'ouvre, il est verrouillé. Dans ces intervalles lorsque le transistor est ouvert, les impulsions de courant passent à travers elle. Si la bobine L. SV est connecté correctement (rétroaction positive), la fréquence des impulsions de courant coïncide avec la fréquence des oscillations qui se produisent dans le circuit et les impulsions de courant proviennent au contour de ces moments lorsque le condensateur charge (lorsque la plaque supérieure du condenseur est chargée. positivement). Par conséquent, les impulsions de courant traversant le transistor sont rechargées par le condensateur et reconstituent l'énergie du contour et les oscillations du circuit ne se sont pas décolorées.

Si avec un retour positif, augmentez lentement la distance entre les bobines L. Sv I. L.Avec l'aide d'un oscilloscope, on peut constater que l'amplitude de l'auto-oscillation diminue et les auto-oscillations peuvent s'arrêter. Cela signifie qu'avec un retour rapide, l'énergie entrant dans le contour, moins d'énergie, converti de manière irréversible en un. Ainsi, les commentaires doivent être tels que: 1) la tension de la transition émettrice a changé de simpély avec la tension du condenseur de circuit - il s'agit d'une condition de phase d'excitation de soi du générateur; 2) Les commentaires permettraient qu'il existe tant d'énergie dans le contour qu'il est nécessaire de compenser les pertes d'énergie dans le circuit est une condition d'amplitude d'une auto-excitation.

La fréquence de l'auto-oscillation est égale à la fréquence des oscillations libres dans le circuit et dépend de ses paramètres.

Réduire L. et DE, Vous pouvez obtenir des oscillations malchanceuses haute fréquence utilisées dans l'ingénierie radio.

L'amplitude des auto-oscillations établies, comme l'expérience de l'expérience, ne dépend pas des conditions initiales et est déterminée par les paramètres du système d'oscillation automatique - la tension source, la distance entre L. Sv I. L., résistance de contour.

Littérature

Aksenovich L. A. Physique au lycée: théorie. Tâches. Tests: études. Manuel pour les institutions assurant la production du total. Médias, Education / L. A. Aksenovich, N.n.rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Fyrino. - Mn: Adukatsya I Vikavanne, 2004. - C. 394-395.

Diapositive 2.

Les oscillations automatiques sont des oscillations malchanceuses dans un système dynamique dissipatif avec des commentaires non linéaires, supportés par une énergie constante, c'est-à-dire une influence externe non périodique. Les oscillations automatiques diffèrent des oscillations forcées par le fait que ces derniers sont causés par une influence externe périodique et se produisent avec la fréquence de cet impact, tandis que la survenue d'oscillations auto-oscillations et de leur fréquence est déterminée par les propriétés internes du système auto-oscillant lui-même. A. Andronov en 1928, la durée de l'auto-oscillation de la terminologie russophone a été introduite par A. Andronov en 1928.

Diapositive 3.

Des exemples d'auto-oscillations peuvent servir: les fluctuations malchanceuses du pendule de l'horloge en raison de l'action constante de la gravité des poids couronnants; vibrations de la ficelle de violon sous l'influence d'un arc uniforme en mouvement; Apparence courant alternatif dans les circuits du multivibrateur et dans d'autres générateurs électroniques avec une tension d'alimentation constante; l'oscillation de la colonne d'air dans le tuyau d'orgue, avec une alimentation en air uniforme; Oscillations de rotation d'équipement horaire en laiton avec axe en acier suspendu à l'aimant et à la tourbillonnage (expérience de Hamazkov)

Diapositive 4.

Conditions d'excitation des auto-oscillations

a) l'énergie de la source doit s'écouler dans le rythme avec des fluctuations du circuit; b) L'énergie provenant de la source doit être égale à ses pertes dans le circuit.

Diapositive 5.

Horloge comme système d'oscillation automatique.

Diapositive 6.

Générateur d'oscillation électromagnétique haute fréquence

e à b avec l l ls

Diapositive 7.

Analogie entre les auto-oscillations mécaniques et électromagnétiques

Diapositive 8.

1. Si le condensateur du circuit oscillatoire est chargé, la chute des oscillations se pose dans le circuit. 2. Les vibrations ne sont pas tenues, il est nécessaire de compenser la perte d'énergie pour chaque période d'oscillations. 3. Reconstituer l'énergie, condensateur rechargeable. 4. Pour cela, il est nécessaire de connecter périodiquement le contour à la source courant continu. 5. Le moniteur doit être connecté à la source uniquement dans ces intervalles de temps lorsque la plaque fixée au poteau "+" est chargée "+" et le pool attaché au pool "-". 6. Dans le circuit, les oscillations malchanceuses ne seront installées que si la source se connecte au contour dans ces intervalles de temps lorsque l'énergie est possible. 7. Pour ce faire, il est nécessaire d'assurer travail automatique Clé ou transistor.

Diapositive 9.

Comment créer des oscillations malchanceuses dans le circuit:

Diapositive 10.

Schéma de transistor

Diapositive 11.

Le fonctionnement du générateur sur le transistor

1. Le courant dans le circuit est apparu et rechargez le condensateur de circuit pendant les fluctuations, il est nécessaire de signaler la base "-" par rapport au potentiel émetteur, et dans ces intervalles de temps, lorsque la plaque supérieure du condensateur est chargée "+ ", et le fond -" - ". Cela correspond à une clé fermée. 2. Pour compenser la perte de fluctuations du circuit dans le circuit, la tension de la transition émettrice doit modifier périodiquement le signe en conformité strict avec les oscillations de tension dans le circuit. 3. Des commentaires sont nécessaires.

Le fonctionnement du générateur sur le transistor. 1. Le courant dans le circuit est apparu et rechargez le condensateur de circuit pendant les fluctuations, il est nécessaire de signaler la base "-" par rapport au potentiel émetteur, et dans ces intervalles de temps, lorsque la plaque supérieure du condensateur est chargée "+ ", et le fond -" - ". Cela correspond à une clé fermée. 2. Pour compenser la perte de fluctuations du circuit dans le circuit, la tension de la transition émettrice doit modifier périodiquement le signe en conformité strict avec les oscillations de tension dans le circuit. 3. Des commentaires sont nécessaires.

Diapositive 11 de la présentation de "Auto Olebania" Les leçons de physique sur le sujet "Types d'oscillations"

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Types d'oscillations

"Oscillations qui coule" - Par conséquent, le mouvement est un caractère apériodique (non périodique) - le système dérivé de la position d'équilibre retourne à la position d'équilibre sans faire des oscillations. cesse d'être périodique. Sujet: oscillations qui coule. Oscillations de plomberie libre dans un circuit oscillatoire électrique; 26.27.

"Australie" est un générateur d'oscillation électromagnétique à haute fréquence. Le terme d'auto-oscillations en termes de terminologie russophone a été introduit par une horloge comme système d'oscillation automatique. Les oscillations automatiques sont des oscillations malchanceuses dans un système dynamique dissipatif avec des commentaires non linéaires, supportés par une énergie constante, c'est-à-dire une influence externe non périodique.

"Physique" oscillations harmonique "" - coefficient d'atténuation. Mouvement d'un point de départ avant de retourner au même point. Les oscillations fluides sont des oscillations non périodiques. Charge de charge de condensateur. Valeurs maximales. L'atténuation est faite pour caractériser une décrémentation logarithmique. Un autre type de résonance. Équation d'oscillations en décomposition dans le circuit.

«Les oscillations harmoniques et les pendules» sont des oscillations libres. Pendule. Processus. Nous avons divisé l'équation. Mouvement oscillatoire périodique. Le concept d'un vecteur rotatif. Énergie du mouvement oscillatoire harmonique. Pendule. Foie. Système oscillatoire. Point de matériau. Oscillation harmonique avec phase initiale. Accélération avec des oscillations harmonique.

"Oscillations harmonique" - Le vecteur rotatif d'amplitude caractérise complètement l'oscillation harmonique. 3. La différence de phase varie dans le temps arbitraire. L'amplitude de l'oscillation résultante dépend de la différence entre les phases initiales. Selon la règle de la formation de vecteurs, nous trouvons une amplitude totale résultant d'oscillations: ces oscillations sont appelées polarisées linéairement.

À la veille de la Première Guerre mondiale, la Russie dans des relations scientifiques est considérablement à la traîne des pays capitalistes avancés. En particulier, il n'y avait pas d'industries radio en Russie. Tous les équipements pour les communications radio ont dû être importés de l'étranger et après la révolution, cette source était pratiquement fermée. Dans ces conditions, les érudits soviétiques, Mandelstam, Papailci, Andronov ont mené des recherches aussi profondes sur les problèmes d'oscillations forcées, qui était beaucoup d'avance sur leurs collègues occidentaux, de sorte que le Centre scientifique mondial se déplaçait à l'URSS.

Avec des oscillations libres, l'énergie du système diminue. À cet égard, ils ont commencé à être largement utilisésautocalancier - des fluctuations difficiles soutenues dans le système en raison depermanent La source d'énergie externe et le système lui-même les contrôlent, assurant la cohérence de la consommation d'énergie par certaines parties au point souhaité. La fréquence et l'amplitude des oscillations automatiques sont déterminées par les propriétés du système lui-même et ne dépendent pas de l'influence externe. Par exemple, un électroaimant est situé sous le gayer en acier suspendu au ressort. S'il s'agit alternativement d'allumer et d'éteindre le courant, le poids commencera à effectuer des oscillations forcées. Essayez d'expliquer ce qui va arriver ensuite? ..

Maintenant, essayez de donner des exemples d'oscillations de soi ...

les oscillations malchanceuses du pendule de l'horloge en raison de l'action constante de la gravité des horlogères HYRYI;
vibrations de la ficelle de violon sous l'influence d'un arc uniforme en mouvement;
l'oscillation de la colonne d'air dans le tuyau d'orgue, avec une alimentation en air uniforme;
Oscillations de rotation d'équipement horaire en laiton avec axe en acier suspendu à l'aimant et tordu
la formation de flux turbulents sur des tapis et des seuils de rivière;
les voix des personnes, des animaux et des oiseaux sont formées grâce aux auto-oscillations découlant du passage de l'air à travers des ligaments vocaux.

Le système d'oscillation automatique mécanique le plus courant est l'horloge pendule. En 1657, le physicien néerlandais Christian Guigens a proposé d'utiliser le héros des oscillations penduleuses pour créer un mouvement uniforme des flèches sur l'horloge. L'appareil proposé par les Guygens, dans ses principales caractéristiques, a été préservé à la présente: le pendule, la cargaison surélevée, l'ancre et la roue courante. Veuillez noter que, principalement le pendule se déplace librement, recevant deux chocs pendant une période. Les oscillations se produisent et soutenues par le système oscillant lui-même, c'est-à-dire qu'ils sont des auto-oscillations. Pour de nombreux systèmes d'oscillat automatiques, les éléments principaux sont caractérisés: le système oscillant réel, la source d'énergie, la "vanne" (régule le flux d'énergie dans le système oscillatoire).

À l'aide de la méthode d'analogie, nous passons du système mécanique auto-oscillant en un système électromagnéto-oscillant automatique qui génère des oscillations électromagnétiques. Ce qui peut être utilisé comme source d'énergie (source de courant), valve (transistor), système oscillatoire dans chaîne électrique (autogénérateur)? .. Comment puis-je faire de l'exercice rétroaction entre la vanne et le système oscillatoire? .. (travaillant avec le manuel)

Le principe de fonctionnement du générateur sur le transistor(dessin flash "Générateur sur le transistor")

Au moment de la connexion de la source courant continu À travers la chaîne de collectionneur du transistor transmet le courant, chargant le condenseur du circuit oscillant. Dans le circuit, il y aura des oscillations électromagnétiques libres. Étant donné que la bobine du circuit oscillant est connectée de manière inductive à la bobine de retour, son champ magnétique changeant provoquera une variable EMF dans la bobine de retour que des oscillations dans le circuit. Cet EMF, étant attaché à la base du site - émetteur, entraînera la pulsation actuelle de la chaîne du collecteur. Étant donné que la fréquence de ces ondulations est égale à la fréquence des oscillations électromagnétiques dans le circuit, ils rechargent ainsi le condensateur de circuit et supportent ainsi l'amplitude permanente d'oscillations dans le circuit.

Observation des changements de la forme de l'oscillogramme de la fréquence et de l'amplitude des oscillations

Je vous suggère de faire une légère étude d'oscillations électromagnétiques de fréquence sonore. De quoi avons-nous besoin pour cela? .. Générateur de son et oscilloscope! Mais pas simple, et ... virtuel! Par conséquent, vous avez besoin d'une autre paire d'ordinateurs pour vos mini-laboratoires.

Nous divisons en 2 groupes pour étudier la dépendance du formulaire d'oscillation de leur 1) fréquence et 2) amplitude.

Et puisque nous allons travailler avec un générateur sonore, rappelez-moi, s'il vous plaît, la gamme de fréquences sonores audibles? ..dessin flash "Bandes de fréquence sonore")

1 Le groupe fonctionnera dans une gamme acoustique (audience) de fréquences sonores.

Pour 2 groupes de restrictions dans la gamme d'amplitudes, il n'y a pas.

Pour le travail! ..

Les résultats de l'observation de la dépendance de la forme d'oscillations de leur fréquence:

Les gars, voyez ce que nous avons eu une galerie d'images inhabituelle! Maintenant, pas seulement nos organes auditifs peuvent profiter du son, mais aussi de la vision! Et les mots suivants ne sembleront pas étranges: «Avez-vous déjà vu une nouvelle mélodie? Regarde ce qui beau! "

Nous avons appliqué dans notre mini-recherche générateur de son. Que savons-nous de lui? .. Quels autres générateurs y a-t-il? ..

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Les oscillations forcées se produisent sous l'action de la tension alternée produite par des générateurs sur des centrales électriques.
Ces générateurs ne peuvent pas créer des oscillations à haute fréquence requises pour les communications radio? Parce que Pour ce faire, il serait nécessaire qu'une vitesse de rotation très élevée du rotor.
Les oscillations à haute fréquence sont obtenues, par exemple, à l'aide d'un générateur sur un transistor.

Systèmes d'oscillation automatique

Typiquement, des oscillations forcées non sophistiquées sont supportées dans le circuit avec une tension périodique externe.
Mais d'autres moyens d'obtenir des oscillations infructueuses sont possibles.

Par exemple, il existe un système dans lequel des oscillations électromagnétiques libres peuvent exister avec une source d'énergie.
Si le système lui-même est de réglementer le flux d'énergie dans le circuit oscillant pour compenser la perte d'énergie sur la résistance, elle peut survenir oscillations malchanceuses.

Systèmes dans lesquels les oscillations malchanceuses sont générées en augmentant l'énergie de la source dans le système lui-même sont appelées. auto-oscillatoire. Oscillations malchanceuses qui existent dans le système sans affecter les forces périodiques externes sont appelées oscillations auto-oscillations.

Le générateur sur le transistor est un exemple de système d'oscillation automatique.
Il consiste en un circuit oscillatoire avec un condensateur avec un récipient avec une inductance de bobine L, une source d'énergie et un transistor.

Comment créer des oscillations malchanceuses dans le circuit?

Pour que les oscillations électromagnétiques dans le circuit ne soient pas atténuées, vous devez compenser la perte d'énergie pour chaque période.

Vous pouvez reconstituer l'énergie dans le circuit, condensateur rechargeable.
Pour ce faire, il est nécessaire de connecter périodiquement le contour à la source de tension constante.

Le condenseur doit être connecté à la source uniquement dans ces intervalles de temps lorsque la plaque fixée au pôle positif est chargée de manière positive, et le pôle négatif est négatif.
Ce n'est que dans ce cas que la source rechargera le condensateur, causant son énergie.

Si la clé est fermée au moment où la plaque attachée au pôle positif est négative et que le condenseur sera déchargé à travers la source. L'énergie du condenseur diminuera.

La source de tension constante est connectée de manière permanente au condenseur du circuit, ne peut pas supporter des fluctuations non pâleurs de celui-ci, ainsi qu'une force constante ne peut pas prendre en charge les oscillations mécaniques.
Pendant une demi-période, l'énergie entre dans le contour et sur la moitié suivante de la période revient à la source.

Dans le circuit, les oscillations malchanceuses ne seront installées que si la source se connecte au contour dans ces intervalles de temps lorsque la transmission de puissance est possible.
Pour ce faire, il est nécessaire d'assurer la clé automatique de fonctionner.
À haute fréquence, les oscillations La clé doit avoir une vitesse fiable. En tant que telle clé pratiquement impossible et utilisé le transistor.

Le transistor consiste en un émetteur, une base de données et un collecteur.
L'émetteur et le collecteur ont les mêmes supports de charge principaux, tels que des trous (semi-conducteur de type P).
La base a des porteurs de base du signe opposé, tels que des électrons (semi-conducteur de type N).

Le fonctionnement du générateur sur le transistor

Le circuit oscillant est connecté systématiquement avec une source de tension et un transistor de sorte qu'un potentiel positif soit fourni à l'émetteur et que le collecteur est négatif.
Dans ce cas, la transition de l'émetteur est la base (transition émettrice) est directe et la base de transition - le collecteur (transition de collecteur) s'avère être inverse et le courant de la chaîne ne va pas.
Cela correspond à une clé ouverte.

De sorte que le circuit du circuit est venu le courant et rechargez le condensateur de circuit pendant les oscillations, il est nécessaire de signaler la base négative par rapport au potentiel de l'émetteur, et dans ces intervalles du temps où la plaque supérieure du condenseur est chargée de manière positive. , et le négatif inférieur.
Cela correspond à une clé fermée.

Aux intervalles de temps, lorsque la plaque supérieure du condensateur est négative et la position inférieure positive, le courant dans le circuit de circuit doit être manquant. Pour cela, la base doit avoir un potentiel positif par rapport à l'émetteur.

Ainsi, pour compenser la perte d'énergie des oscillations dans le circuit, la tension de la transition émettrice doit modifier périodiquement le signe strict conformément aux fluctuations de tension du circuit.
Inutile retour.

Voici les commentaires - inductif
Une bobine d'inductance L CB est connectée à la transition émettrice, connectée inductivement avec la boucle d'inductance de bobine.
Les oscillations dans le circuit due à l'induction électromagnétique excitent les fluctuations de tension aux extrémités de la bobine, et donc sur la transition émettrice.
Si la phase de fluctuations de tension sur la transition émettrice est choisie correctement, le courant "PUSH" dans le circuit de circuit circuit est choisi sur le contour aux intervalles de temps souhaités et les oscillations ne se fanent pas.
En revanche, l'amplitude d'oscillations dans le circuit augmente jusqu'à ce que la perte d'énergie dans le circuit ne soit pas compensée avec précision par le flux d'énergie de la source.
Cette amplitude est plus grande la tension source supérieure.
Une augmentation de la tension entraîne une augmentation du condensateur rechargeable "Push".

Les générateurs sur les transistors sont largement utilisés non seulement dans de nombreux dispositifs radiochniques: récepteurs radio émettant des enjeux radio, des amplificateurs, des ordinateurs.

Les principaux éléments du système d'oscillation automatique

Sur l'exemple du générateur sur le transistor, les éléments principaux caractéristiques de nombreux systèmes d'oscillation automatique peuvent être distingués.

1. La source d'énergie, aux dépens de laquelle des oscillations malchanceuses sont prises en charge (dans le générateur du transistor est une source de tension constante).

2. Le système oscillatoire est la partie du système auto-oscillant directement dans lequel des oscillations se produisent (dans le générateur du transistor, il s'agit d'un circuit oscillatoire).

3. Un dispositif qui régule le flux d'énergie de la source au système oscillatoire est la valve (dans le générateur considéré comme transistor).

4. Un périphérique qui fournit des commentaires par lesquels le système oscillant contrôle la vanne (dans le générateur de la connexion inductive - de la bobine de contour avec la bobine dans la base de circuit émetteur).

Exemples de systèmes d'oscillat automatique

Oscillations automatiques dans les systèmes mécaniques: une horloge avec un pendule ou un équilibreur (une roue avec un ressort qui fait des oscillations tordues). La source d'énergie dans l'horloge est l'énergie potentielle du poids surélevé du poids ou du ressort comprimé.

Les systèmes d'oscillation automatique comprennent une cloche électrique avec un disjoncteur, un sifflet, des tuyaux d'orgue et bien plus encore. Notre cœur et nos poumons peuvent également être considérés comme des systèmes auto-oscillants.