Generator de utilități auto pe planul tranzistorului. Curge oscilații electrice. Auto-oscilații. Generator de oscilații de neliniște (pe tranzistor). Generatoare pe tranzistoare de teren

Oscilațiile electromagnetice gratuite în circuitul oscilator real sunt întotdeauna degradați. Pentru ca acestea să fie ghinion, trebuie să creați un dispozitiv cu care pierderea de energie ar fi compensată cu fiecare oscilație completă în circuit. Aplicabil aplicabil așa-numitele autocalbania - Fluctuațiile dificile susținute în sistem datorită permanent sursă externă Energia și sistemul în sine îi controlează, asigurând consistența consumului de energie de către anumite porțiuni la momentul potrivit.

Orice sistem de auto-oscilant constă din următoarele patru părți (fig.1): 1) sistemul oscilant; 2) sursa de energie, din cauza cărora pierderile sunt compensate; 3) supapa este un element care reglează fluxul de energie într-un sistem vibrațional cu anumite porțiuni la momentul potrivit; 4) Feedback - Controlul activității supapei în detrimentul proceselor din sistemul oscilant însuși.

Generatorul de pe tranzistor este un exemplu de sistem auto-oscilant. Figura 2 prezintă o schemă simplificată a unui astfel de generator, în care rolul "supapei" joacă tranzistorul. Circuitul oscilant este conectat la sursa de curent secvențial cu tranzistorul. Transistorul de tranziție a emițătorului prin bobină L. SV este inductiv asociat cu un contur oscilator. Această bobină se numește bobina de feedback.

Când circuitul este închis prin tranzistor, pulsul curent trece, ceea ce încărcați condensatorul de la circuitul oscilator, ca rezultat al oscilațiilor electromagnetice libere ale amplitudinii mici în circuit. Curentul care curge de-a lungul bobinei de contur L., induce o tensiune alternativă la capetele bobinei de feedback. Sub acțiunea acestei tensiuni, câmpul electric al tranziției emițătorului este în creștere periodic, este slăbit, iar tranzistorul se deschide, este blocat. În acele intervale atunci când tranzistorul este deschis, impulsurile curente trec prin ea. Dacă bobina L. SV este conectat corect (feedback pozitiv), frecvența impulsurilor curente coincide cu frecvența oscilațiilor care apar în circuit, iar impulsurile curente vin la contur în acele momente când se încarcă condensatorul (când placa superioară a condensatorului este încărcată pozitiv). Prin urmare, impulsurile curente care trec prin tranzistor sunt reîncărcate de condensator și completează energia conturului, iar oscilațiile din circuit nu se estompează.

Dacă cu un feedback pozitiv, măriți încet distanța dintre bobine L. SV I. L., Cu ajutorul unui osciloscop, se poate constata că amplitudinea de auto-oscilație scade, iar auto-oscilațiile se pot opri. Aceasta înseamnă că, cu un feedback slab, energia venită în contur, mai puțină energie, convertită ireversibil în cea internă. Astfel, feedback-ul ar trebui să fie astfel încât: 1) Tensiunea de pe tranziția emițătorului modificată simfanly cu tensiunea pe condensatorul circuitului - este o stare de fază a auto-excitației generatorului; 2) Feedback-ul ar asigura că există atât de multă energie în contur, deoarece este necesară compensarea pierderilor de energie din circuit este o condiție de amplitudine de auto-excitație.

Frecvența auto-oscilației este egală cu frecvența oscilațiilor libere în circuit și depinde de parametrii săi.

Reduce L. și DIN, Puteți obține oscilațiile de înaltă frecvență folosite în ingineria radio.

Amplitudinea auto-oscilațiilor stabilite, după cum arată experiența, nu depinde de condițiile inițiale și este determinată de parametrii sistemului auto-oscilant - tensiunea sursă, distanța dintre L. SV I. L., rezistență contur.

Literatură

Aksenovich L. A. Fizica în liceu: Teoria. Sarcini. Teste: studii. Manual pentru instituții care asigură producția de total. Media, Educație / L. Aksenovich, N.N.RAKINA, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn: Adukatsya i Vikavanne, 2004. - C. 394-395.

Glisați 2.

Auto-oscilațiile sunt nefericite oscilații într-un sistem dinamic disipativ, cu feedback neliniar, susținut de energie constantă, adică influența externă nereitabilă. Auto-oscilațiile diferă de oscilațiile forțate prin faptul că acestea din urmă sunt cauzate de influența externă periodică și apar cu frecvența acestui impact, în timp ce apariția de auto-oscilații și frecvența acestora este determinată de proprietățile interne ale sistemului de auto-oscilare el însuși. Termenul de auto-oscilații în terminologia vorbitorilor ruși a fost introdus de A. Andronov în 1928.

Glisați 3.

Exemple de auto-oscilații pot servi: fluctuațiile nefericite ale pendulului ceasului datorită acțiunii constante a severității greutăților încoronate; vibrațiile șirului de vioară sub influența unui arc uniform în mișcare; Aspect curent alternativ în circuitele multivibratorului și al altor generatoare electronice cu tensiune constantă de alimentare; oscilația coloanei de aer din conducta de organe, cu o alimentare uniformă a aerului; Oscilațiile de rotație ale uneltelor orare de alamă cu axă din oțel suspendată la magnet și învârtirea (experiența Hamazkov)

Glisați 4.

Condiții de excitație de auto-oscilații

a) energia din sursă trebuie să curgă în bataie cu fluctuații în circuit; b) Energia provenită din sursă trebuie să fie egală cu pierderile sale în circuit.

Glisați 5.

Ceas ca sistem auto-oscilant.

Glisați 6.

Generator de oscilație electromagnetică de înaltă frecvență

e la b cu l l ls

Glisați 7.

Analogie între auto-oscilațiile mecanice și electromagnetice

Glisați 8.

1. Dacă este încărcat condensatorul circuitului oscilator, atunci va apărea oscilații de scădere în circuit. 2. Pentru vibrațiile nu au atras atenția, este necesar să se compenseze pierderea energiei pentru fiecare perioadă de oscilații. 3. Repararea energiei, condensator reîncărcabil. 4. Pentru aceasta este necesar să se conecteze periodic conturul la sursă tensiune constantă. 5. Monitortorul trebuie să fie conectat la sursă numai în acele intervale ale momentului în care placa atașată la polul "+" este încărcată "+", iar piscina atașată la piscina "-". 6. În circuit, oscilațiile nefericite vor fi instalate numai dacă sursa se va conecta la contur în acele intervale de timp atunci când este posibilă energia. 7. Pentru a face acest lucru, este necesar să se asigure lucrări automate Cheie sau tranzistor.

Glisați 9.

Cum se creează oscilații nefericite în circuit:

Glisați 10.

Schema tranzistorului

Glisați 11.

Funcționarea generatorului pe tranzistor

1. Curentul din circuit a apărut și reîncărcați condensatorul de circuit în timpul fluctuațiilor, este necesar să se raporteze baza "-" față de potențialul emițătorului și în acele intervale de timp, când placa superioară a condensatorului este încărcată "+ ", iar partea de jos -" - ". Aceasta corespunde unei taste închise. 2. Pentru a compensa pierderea fluctuațiilor circuitului în circuit, tensiunea de pe tranziția emițătorului trebuie să schimbe periodic semnul în strictă conformitate cu oscilațiile de tensiune din circuit. 3. Este nevoie de feedback.

Funcționarea generatorului pe tranzistor. 1. Curentul din circuit a apărut și reîncărcați condensatorul de circuit în timpul fluctuațiilor, este necesar să se raporteze baza "-" față de potențialul emițătorului și în acele intervale de timp, când placa superioară a condensatorului este încărcată "+ ", iar partea de jos -" - ". Aceasta corespunde unei taste închise. 2. Pentru a compensa pierderea fluctuațiilor circuitului în circuit, tensiunea de pe tranziția emițătorului trebuie să schimbe periodic semnul în strictă conformitate cu oscilațiile de tensiune din circuit. 3. Este nevoie de feedback.

Slide 11 din prezentarea "Olebaniei Auto" La lecții de fizică pe tema "Tipuri de oscilații"

Dimensiuni: 960 x 720 pixeli, Format: JPG. Pentru a descărca un diapozitiv gratuit pentru utilizare lecția fizicăFaceți clic pe imaginea Faceți clic dreapta și faceți clic pe "Salvați imaginea ca ...". Puteți descărca întreaga prezentare a "AUTO OSCILLINGing.pptx" în arhiva ZIP de 136 Kb.

Descărcați prezentarea

Tipuri de oscilații

"Osilațiile care curg" - prin urmare, mișcarea este caracterul apeiodic (nereperiodic) - sistemul derivat din poziția de echilibru revine la poziția de echilibru fără a face oscilații. încetează să fie periodică. Subiect: oscilații curgătoare. Oscilații sanitare gratuite într-un circuit electric oscilator; 26.27.

"Australia" este un generator de oscilație electromagnetică de înaltă frecvență. Termenul de auto-oscilații în terminologia de limbă rusă a fost introdus de ceasul A. ca sistem auto-oscilant. Auto-oscilațiile sunt nefericite oscilații într-un sistem dinamic disipativ, cu feedback neliniar, susținut de energie constantă, adică influența externă nereitabilă.

"Fizica" oscilații armonice "" - coeficientul de atenuare. Mișcare de la un punct de pornire înainte de a reveni la același punct. Oscilațiile care curg sunt oscilații nere periodice. Taxa de încărcare a condensatorului. Valori maxime. Atenuarea se face pentru a caracteriza o decretare logaritmică. Un alt tip de rezonanță. Ecuația oscilațiilor decăzute în circuit.

"Oscilațiile armonice și pendulurile" sunt oscilații gratuite. Pendul. Procese. Am împărțit ecuația. Mișcarea periodică oscilantă. Conceptul unui vector rotativ. Energia mișcării oscilale armonice. Pendul. Ficat. Sistem oscilator. Punct de material. Oscilație armonică cu faza inițială. Accelerarea cu oscilații armonice.

"Oscilațiile armonice" - vectorul rotativ al amplitudinii caracterizează complet oscilația armonică. 3. Diferența de fază variază în funcție de timp arbitrară. Amplitudinea oscilației rezultate depinde de diferența dintre fazele inițiale. În conformitate cu regula de formare a vectorilor, găsim o amplitudine totală rezultată la oscilații: astfel de oscilații sunt numite polarizate liniar.

În ajunul primului război mondial, Rusia în relații științifice a rămas în mod semnificativ în urma țărilor capitaliste avansate. În special, în Rusia nu au existat industriile radio. Toate echipamentele pentru comunicații radio trebuiau să fie importate din străinătate și după revoluție, această sursă a fost practic închisă. În aceste condiții, cercetătorii sovietici, Manvalstam, Papailci, Andronov au efectuat o astfel de cercetare profundă asupra problemelor oscilațiilor forțate, ceea ce era mult înainte de colegii lor occidentali, astfel încât centrul științific mondial sa mutat la URSS.

Cu oscilații gratuite, energia sistemului scade. În acest sens, au început să fie utilizate pe scară largăautocalbania - Fluctuațiile dificile susținute în sistem datorităpermanent Sursa externă de energie și sistemul în sine le controlează, asigurând consistența consumului de energie prin anumite porțiuni la momentul dorit în timp. Frecvența și amplitudinea auto-oscilațiilor sunt determinate de proprietățile sistemului în sine și nu depind de influența externă. De exemplu, un electromagnet este situat sub gagica de oțel atârnând în primăvară. Dacă este alternativ să porniți și opriți curentul, greutatea va începe să facă oscilații forțate. Încercați să explicați ce se va întâmpla în continuare? ..

Acum încercați să oferiți exemple de auto-oscilații ...

oscilațiile nefericite ale pendulului ceasului datorită acțiunii constante a severității ceasului de ceasornic;
vibrațiile șirului de vioară sub influența unui arc uniform în mișcare;
oscilația coloanei de aer din conducta de organe, cu o alimentare uniformă a aerului;
Oscilațiile de rotație ale uneltelor orare din alamă cu axe din oțel suspendate la magnet și răsucite
formarea fluxurilor turbulente pe covoare și praguri fluviale;
vocile oamenilor, animalelor și păsărilor se formează datorită auto-oscilațiilor care decurg din trecerea aerului prin ligamentele vocale.

Cel mai frecvent sistem mecanic auto-oscilant este ceasul Pendulum. În 1657, administratorii creștini din Olandeză au propus să folosească eroul oscilațiilor pendulului pentru a crea o mișcare uniformă a săgeților pe ceas. Dispozitivul propus de Guygens, în principalele sale caracteristici, a fost păstrat în prezent: pendulul, încărcătura ridicată, ancora și roata de alergare. Vă rugăm să rețineți că, în cea mai mare parte, pendulul se mișcă liber, primind două șocuri pentru o perioadă. Oscilațiile apar și susținute de sistemul oscilant însuși, adică sunt auto-oscilații. Pentru multe sisteme auto-oscilatorii, elementele principale sunt caracterizate: sistemul real oscilant, sursa de energie, "supapa" (reglementează fluxul de energie în sistemul oscilator).

Folosind metoda analogiei, ne întoarcem de la sistemul mecanic auto-oscilant la un sistem auto-oscilant electromagnetic care generează oscilații electromagnetice. Ce poate fi folosit ca sursă de energie (sursa actuală), supapa (tranzistor), sistemul oscilator în lanț electric (Autogenerator)? .. Cum pot exercita părere între supapă și sistemul oscilator? .. (Lucrul cu manualul)

Principiul de funcționare a generatorului asupra tranzistorului(flash desen "Generator pe tranzistor")

La momentul conectării sursei curent continuu Prin lanțul colector al tranzistorului trece curentul, încărcând condensatorul circuitului oscilant. În circuit vor exista oscilații electromagnetice libere. Deoarece bobina circuitului oscilant este conectată inductiv cu bobina de feedback, atunci câmpul magnetic în schimbare va provoca o variabilă EMF în bobina de feedback ca oscilații în circuit. Acest EMF, fiind atașat la baza site-ului - emițător, va determina pulsația actuală în lanțul colectorului. Deoarece frecvența acestor valuri este egală cu frecvența oscilațiilor electromagnetice în circuit, apoi reîncărcați condensatorul de circuit și, prin urmare, susține amplitudinea permanentă a oscilațiilor în circuit.

Observarea modificărilor în forma oscilogramei de frecvența și amplitudinea oscilațiilor

Vă sugerez să faceți un ușor studiu al oscilațiilor electromagnetice ale frecvenței sonore. Ce avem nevoie pentru asta? .. Generator de sunet și osciloscop! Dar nu simplu, și ... virtual! Prin urmare, aveți nevoie de o altă pereche de computere pentru mini-laboratoarele dvs.

Împărțăm în 2 grupe pentru a studia dependența formularului de oscilație din frecvența lor și 2) amplitudinea.

Și din moment ce vom lucra cu un generator de sunet, apoi vom reaminti, vă rog, gama de frecvențe sonore sonore? .. (flash desen "benzi de frecvență de sunet")

1 Grupul va lucra într-o gamă acustică (auz) de frecvențe sonore.

Pentru 2 grupe de restricții în gama de amplitudini nu există.

Pentru munca! ..

Rezultatele observării dependenței de formă de oscilații din frecvența lor:

Băieți, vedeți ce avem o galerie neobișnuită de imagini! Acum nu numai organele noastre auzite se pot bucura de sunet, dar și viziune! Și următoarele cuvinte nu vor părea ciudate: "Ați văzut vreodată o nouă melodie? Uite ce frumos! "

Noi în mini-cercetarea noastră aplicată generator de sunet. Ce știm despre el? Ce alte generatoare sunt acolo? ..

« Fizica - Gradul 11 \u200b\u200b»

Oscilațiile forțate apar sub acțiunea de tensiune alternantă produsă de generatoare pe centrale electrice.
Astfel de generatoare nu pot crea oscilații de înaltă frecvență necesare pentru comunicațiile radio? pentru că Pentru a face acest lucru, ar fi necesar o viteză de rotație foarte mare a rotorului.
Oscilațiile de înaltă frecvență sunt obținute, de exemplu, folosind un generator pe un tranzistor.

Sisteme auto-oscilante

În mod tipic, oscilațiile forțate nesofisticante sunt acceptate în circuit cu o tensiune periodică externă.
Dar sunt posibile alte modalități de obținere a oscilațiilor nereușite.

De exemplu, există un sistem în care pot exista oscilații electromagnetice libere cu o sursă de energie.
Dacă sistemul însuși este reglementarea fluxului de energie în circuitul oscilant pentru a compensa pierderea de energie a rezistorului, poate să apară în el oscilații nefericite.

Sistemele în care oscilațiile nefericite sunt generate prin creșterea energiei din sursa din cadrul sistemului în sine se numește auto-oscilator. Oscilațiile nefericite care există în sistem fără a afecta forțele periodice externe auto-oscilații.

Generatorul de pe tranzistor este un exemplu de sistem auto-oscilant.
Se compune dintr-un circuit oscilator cu un condensator cu un recipient cu o inductanță de bobină L, o sursă de energie și un tranzistor.

Cum de a crea oscilații nefericite în circuit?

Astfel încât oscilațiile electromagnetice din circuit nu sunt atenuate, trebuie să compenseze pierderea energiei pentru fiecare perioadă.

Puteți completa energia în circuit, condensator reîncărcabil.
Pentru a face acest lucru, este necesar să se conecteze periodic conturul la sursa de tensiune constantă.

Condensatorul trebuie să fie conectat la sursă numai în acele intervale de timp atunci când placa atașată la polul pozitiv este încărcată pozitiv și atașat la polul negativ este negativ.
Numai în acest caz, sursa va reîncărca condensatorul, determinând energia sa.

Dacă cheia este închisă în momentul în care placa atașată la polul pozitiv este negativă, iar anexat la polul negativ este pozitiv, condensatorul va fi descărcat prin sursă. Energia condensatorului va scădea.

Sursa de tensiune constantă este conectată permanent la condensatorul circuitului, nu poate suporta fluctuațiile non-nedrelucrate în IT, precum și o forță constantă nu poate susține oscilațiile mecanice.
Pentru o jumătate de perioadă, energia intră în contur, iar în următoarea jumătate a perioadei revine la sursă.

În circuit, oscilațiile nefericite vor fi instalate numai cu condiția ca sursa să se conecteze la contur în acele intervale de timp în care transmisia de alimentare este posibilă de condensator.
Pentru a face acest lucru, este necesar să se asigure cheia automată pentru a funcționa.
La frecvența înaltă, oscilațiile cheia trebuie să aibă o viteză fiabilă. Ca o cheie practic imposibilă și a folosit tranzistorul.

Tranzistorul este alcătuit dintr-un emițător, o bază de date și un colector.
Emițătorul și colectorul au aceiași purtători principali de încărcare, cum ar fi găurile (semiconductor de tip P).
Baza are purtători de bază ai semnului opus, cum ar fi electroni (semiconductor de tip N).

Funcționarea generatorului pe tranzistor

Circuitul oscilant este conectat în mod constant cu o sursă de tensiune și un tranzistor, astfel încât un potențial pozitiv să fie furnizat emițătorului, iar colectorul este negativ.
În acest caz, tranziția emițătorului este baza (tranziția emițătorului) este directă, iar baza de tranziție - colectorul (tranziția colectorului) se dovedește a fi inversă, iar curentul din lanț nu merge.
Aceasta corespunde unei taste deschise.

Astfel încât circuitul din circuit a venit curentul și reîncărcați condensatorul de circuit în timpul oscilațiilor, este necesar să se raporteze negativul de bază în raport cu potențialul emițătorului și în acele intervale ale momentului în care placa superioară a condensatorului este încărcată pozitiv , iar negativul inferior.
Aceasta corespunde unei taste închise.

La intervalele de timp, când placa superioară a condensatorului este negativă, iar curentul inferior, curentul din circuitul circuitului trebuie să lipsească. Pentru aceasta, baza trebuie să aibă un potențial pozitiv în raport cu emițătorul.

Astfel, pentru a compensa pierderea de energie a oscilațiilor în circuit, tensiunea de pe tranziția emițătorului trebuie să schimbe periodic semnul în strictă concordanță cu fluctuațiile de tensiune ale circuitului.
Inutil părere.

Iată feedbackul - inductiv
O bobină de inductanță L CB este conectată la tranziția emițătorului, legată de inductor cu buclă de inductanță de bobină.
Oscilațiile în circuit datorită inducției electromagnetice excită fluctuațiile de tensiune la capetele bobinei și, prin urmare, pe tranziția emițătorului.
Dacă faza fluctuațiilor de tensiune de pe tranziția emițătorului este aleasă corect, curentul "Push" din circuitul circuitului acționează pe contur la intervalele de timp dorite, iar oscilațiile nu se estompează.
În schimb, amplitudinea oscilațiilor din circuit crește până când pierderea energiei în circuit nu va fi compensată cu precizie de fluxul de energie din sursă.
Această amplitudine este cu atât mai mare este mai mare tensiunea sursă.
O creștere a tensiunii duce la o creștere a condensatorului reîncărcabil curent "push".

Generatoarele de pe tranzistoare sunt utilizate pe scară largă nu numai în multe dispozitive radiotehnice: receptoare radio care transmit mize radio, amplificatoare, computere.

Elementele principale ale sistemului auto-oscilant

Pe exemplul generatorului de pe tranzistor, se pot distinge elementele principale caracteristice multor sisteme auto-oscilante.

1. Sursa de energie, în detrimentul cărora este acceptată oscilațiile nefericite (în generatorul de pe tranzistor este o sursă de tensiune constantă).

2. Sistemul oscilator este partea din sistemul auto-oscilant direct în care apar oscilații (în generatorul de pe tranzistor este un circuit oscilator).

3. Un dispozitiv care reglementează fluxul de energie din sursa la sistemul oscilant este supapa (în generatorul considerat - tranzistor).

4. Un dispozitiv care oferă feedback prin care sistemul oscilant controlează supapa (în generatorul de pe conexiunea transistorului - inductivă a bobinei de contur cu bobina din circuitul emițătorului).

Exemple de sisteme auto-oscilative

Auto-oscilații în sistemele mecanice: un ceas cu un pendul sau un echilibr (o roată cu arc care face oscilații răsucite). Sursa de energie în ceas este energia potențială a greutății ridicate a greutății sau a arcului comprimat.

Sistemele auto-oscilante includ un clopot electric cu un întrerupător, fluier, țevi de organe și multe altele. Inima și plămânii noștri pot fi, de asemenea, văzute ca sisteme de auto-oscilare.