Колебаний автогенератора

В цепях переменного тока, где есть индуктивность и емкость, могут возникнуть явления резонанса, которые аналогичны явлению резонанса в механической системе. Однако полная аналогия — равенство собственной частоты колебаний электрического контура частоте возмущающей силы (частоте напряжения сети) — возможна не во всех случаях.

1. Из каких элементов состоит электрический колебательный контур? Какова физическая природа колебаний электрического колебательного контура? Чему равна угловая частота собственных незатухающих колебаний контура?

Для выделения полезного сигнала на фоне помех производится модуляция теплового потока с помощью вращающегося диска. Диск состоит из ряда прозрачных и непрозрачных участков и устанавливается между оптической системой и чувствительным элементом. Рисунок на поверхности модулятора выполняется таким образом, что изменение углового положения цели относительно оптической оси системы приводит к изменению частоты колебаний электрического сигнала на выходе приемника. Применение частотного дискриминатора в качестве демодулятора позволяет определить угловые координаты цели. Недостатками тепловых систем являются сильная зависимость от метеорологических условий (дождь, снег, туман и т. д.) и небольшая дальность действия.

В 1963 г. американским физиком Ганном в полупроводниках — арсениде галлия GaAs и фосфиде индия InP с электронной электропроводностью было обнаружено явление генерации высокочастотных колебаний электрического тока в случае приложения к образцу постоянного напряжения, превышающего некото рое критическое значение. Оказалось, что частота колебаний зависит от длины образца и лежит в диапазоне нескольких гига герц. Поскольку генерация высокочастотных колебаний в объеме не связана с наличием тонких и маломощных p-n-переходов, на приборах Ганна удалось построить СВЧ-генераторы значительно большей мощности, чем на других полупроводниковых приборах.

В цепях переменного тока, где есть индуктивность и емкость, могут возникнуть явления резонанса, которые аналогичны явлению резонанса в механической системе. Однако полная аналогия — равенство собственной частоты колебаний электрического контура частоте возмущающей силы (частоте напряжения сети) — возможна не во всех случаях.

В 1963 г. американским физиком Ганном в полупроводниках ар-сенида галлия GaAs и фосфиде индия InP с электронной электропроводностью было обнаружено явление генерации высокочастотных колебаний электрического тока в случае приложения к образцу постоянного напряжения, превышающего некоторое критическое значение. Оказалось, что частота колебаний зависит от длины образца и лежит в диапазоне нескольких гигагерц. Поскольку генерация высокочастотных колебаний в объеме не связана с наличием тонких и маломощных p-n-переходов, на приборах Ганна удалось построить генераторы СВЧ значительно большей мощности, чем на других полупроводниковых приборах.

где е — относительная диэлектрическая проницаемость (Нагреваемого изделия; tg 6 — тангенс угла диэлектрических потерь; f — частота колебаний электрического поля; Е — напряженность электрического поля.

Высокая частота собственных колебаний электрического датчика силы тесно связана с указанным выше свойством, ибо жесткость и (присоединенная) масса упруго действующих деталей определяют во многих случаях резонансную частоту. Присоединенная масса у электрических датчиков обычно существенно меньше, чем у деталей механических приборов, сравнимых по назначению.

В 1845 г. талантливый экспериментатор Майкл Фарадей, наблюдая поляризацию света в магнитном поле, установил, что электромагнитное излучение (свет) распространяется в веществе вдоль силовых линий постоянного магнитного поля. Это явление магнитооптики (эффект Фарадея) представляет собой вращение плоскости колебаний электрического вектора при прохождении света сквозь вещество, помещенное в магнитное поле, причем угол вращения плоскости колебаний пропорционален напряженности магнитного поля.

В предыдущих формулах мы считали, что амплитуды колебаний электрического и магнитного полей Е0 и Нй постоянны, т. е. волна распространяется без затухания. Однако при наличии электромагнитной волны в проволоках линии появляются токи проводимости ( 496). Так как сопротивление реальной линии не равно нулю, то в ней развивается тепло Ленца — Джоуля, которое выделяется за счет энергии электромагнитного поля. Поэтому в действительности амплитуды Е0 и //0 по мере продвижения электромагнитной волны постепенно уменьшаются. Написанные формулы справедливы точно при условии, что сопротивление линии равно нулю. Их можно приближенно применять и для реальной линии, если рассматривать лишь участок линии такой длины, что затухание волны на нем невелико.

Таким образом, в стоячей, электромагнитной волне узлы электрического поля (напряжения) совпадают с пучностями магнитного поля (тока) и наоборот. Распределение амплитуд колебаний электрического и магнитного полей в стоячей волне изображено на 501.

(ср. Механику); в распространяющейся электромагнитной волне фазы колебаний электрического и магнитного полей также совпадают. Наконец, в стоячей механической волне узлы деформации совпадают с пучностями скорости и наоборот; аналогично этому в стоячей электромагнитной волне узлы электрического поля совпадают с пучностями магнитного поля и обратно.

На 5.3 графически показан описанный процесс установления стационарных колебаний. Благодаря высокой добротности контура Lx_CiC2 форма выходного напряжения синусоидальна, его амплитуда в установившемся режиме ( 5.3, в) определяется ЭДС источника питания +?к, коэффициентом обратной связи JJ, параметрами транзистора (А1Ь hi, h22) и контура (LK, С\, С2) и активным сопротивлением катушки R'K. Регулировка амплитуды колебаний автогенератора производится изменением напряжения источника ЭДС + ?к или сопротивления резистора /?э'. Частота колебаний определяется по формуле

9. Выяснить зависимость напряжения и частоты колебаний автогенератора от напряжения источника питания.

2. Чтобы преобразовать резонансный усилитель в автогенератор, достаточно подать напряжение с зажимов конденсатора С2 на вход усилителя. Частоту колебаний автогенератора можно измерять тремя способами: а) с помощью калиброванной развертки осциллографа по горизонтали (время/см) определяют период колебания Тг и рассчитывают частоту /г= 1/Гг; б) с помощью фигур Лиссажу по экрану осциллографа. При этом напряжение с выхода автогенератора подают, как обычно, на вход усилителя канала вертикального _

Измерение частоты колебаний автогенератора при изменении ?к следует производить вторым и третьим способами, как более точными.

форма которых будет резко отличаться от синусоидальной. При включении двойного Т-образного моста в качестве цепи отрицательной обратной связи условие баланса амплитуд будет выполняться только для одной частоты. Это объясняется тем, что двойной Т-образный мост не пропускает гармоническую составляющую с частотой /о ( 7.10, б), вследствие чего условие баланса амплитуд будет выполняться только для частоты /о, а для всех остальных частот коэффициент усиления усилителя снизится и произведение I/CI IPI будет меньше единицы. Регулировку частоты колебаний автогенератора осуществляют изменением либо сопротивлений всех резисторов, либо емкостей всех конденсаторов двойного Т-образного моста. В противном случае нарушатся избирательные свойства моста. В данной схеме частота генерации f0=l/(2nRC). Если включить двойной Т-образный мост в схему автогенератора без эмиттерного повторителя, то мост будет сильно шунтироваться усилителем и условия самовозбуждения нарушатся.

Собственная частота колебаний автогенератора

4. Чем определяется частота колебаний автогенератора?

3. В схеме автогенератора гармонических колебаний с емкостной обратной связью, представленной на 14.12, 1к=200мкГн; Ск — 520 пФ. Определить частоту колебаний автогенератора /о.

3. В схеме автогенератора гармонических колебаний с емкостной обратной связью, представленной на 14.12, 1к==200мкГн; Ск = 520пФ. Определить частоту колебаний автогенератора /0.

Пояснения в консультатции № 73. 77. Неверно. В этом положении потенциал управляющего электрода максимальный и, следовательно, яркость максимальна. 78. Неверно. Отклонение ?к в определенных пределах от номинального значения не влияет на условия самовозбуждения. 79. Неверно. Схема не будет работать. 80. Неверно. Так было бы, если период изучаемого сигнала был бы в два раза меньше периода развертывающего напряжения. 81. Правильно. 82. Неверно. Читайте консультацию № 54. 83. Неверно. Электрические силы в этом пространстве не действуют. 84. Правильно. 85. Правильно. 86. Неверно. Максимальная скорость в области второго анода. За ним электроны больше не ускоряются. 87. Неверно. Читайте консультацию № 98. 88. Неверно. Учтите, что общий сдвиг по фазе 180 ° 89. Неверно. Среднему положению будет соответствовать средняя яркость. 90. В принципе правильно, но лучше т3^>7*3. 91. Неверно. Прочтите еще раз материал параграфа. 92. Правильно. Пояснения в консультации № 35. 93. Неверно. 94. Правильно. 95. Неверно. С, и Сб практически не влияют на частоту колебаний автогенератора. 96. Неверно. Длительность импульсов определяется постоянной времени перезарядки т„=/?бС 97. Правильно. 98. Неверно. Это ничего не дает Надо изменить фазу напряжения обратной связи. 99. Правильно. 100. Неверно. Так было бы, если бы ыуу =—Um-sinwt. 101. Неверно. Только т„ = Л0С. 102. Неверно. При таком соотношении схема не будет работать. 103. Правильно. 104. Неверно. Вы не учли, что еще необходимо обеспечить нужный сдвиг по фазе в цепи RC. 105. Правильно. 106. Неверно. Это параболическая зависимость. 107. Неверно, так как это схема автогенератора. 108. Неверно. Читайте консультацию № 16. 109. Правильно. 110. Правильно. 111. Неверно. Уясните назначение анодов в ЭЛТ. 112. Правильно. 113. Неверно. Схема не будет работать. 114. Правильно. 115. В общем так, но точнее У?,3-СЛ/п. 116- Неверно. Наоборот, повысится. 117. Неверно. Уясните назначение анодов в ЭЛТ 118. Неверно. При таком соотношении изображение в целом нельзя увидеть. 119. Правильно, так как емкость С должна полностью разрядиться к приходу следующего запускающего импульса. 120. Правильно.

А гловая модуляция может осуществляться либо изменением' мгновенной частоты колебаний автогенератора, либо изменением сдвига фазы, создаваемого специальным модулятором.