Informații generale.
Generator de relaxare - oscilator, în care elementul activ funcționează în modul cheie (releu) - pornit / oprit.
Caracteristicile caracteristice ale generatoarelor de relaxare:
- Nu funcționează când sursa de alimentare este oprită.
- Sunt doar autogeneratoare.
- Acestea sunt sisteme neliniare, deoarece descrierea necesită aplicarea unei teorii neliniare a oscilațiilor.
Generatoarele de relaxare a oscilațiilor electrice sunt de tipul:
- Diferite modificări ale multivibratorilor.
- Generatorul de tensiune din fierăstrău.
- Un generator de tensiune triunghiular.
Multivibrators.
Multivibratorul este un generator de relaxare a semnalelor de oscilații electrice dreptunghiulare cu fronturi scurte. Multivibratorii pot fi configurați să funcționeze în unul din cele trei moduri: modul oscilant, modul de așteptare și modul de sincronizare.
Atribuirea unui multivibrator unei clase de generatoare auto-excitate este justificată doar în cadrul regimului auto-oscilator al funcționării sale.
În modul de așteptare, multivibratorul generează impulsuri numai când semnalele de sincronizare sunt introduse la intrare.
sincronizarea modului de auto-oscilant diferă prin aceea că, în acest mod printr-un control extern (sincronizare) fluctuație reușește regla frecvența de oscilație la frecvența multivibrator tensiunii de ceas sau de a face mai multe de (frecvență de captare) pentru Multivibrators auto-oscilant.
multivibrator Symmetrical numit asociat cu rezistențe egale R1 și R4, R2 și R3, capacitivitatea condensatoarele C1 și C2, precum și parametrii V1 tranzistori și V2. Oscilanta multivibrator coș-mode este excitat și generează impulsuri dreptunghiulare, imediat după pornirea sursei de alimentare. Procesul de la ieșirea acestui generator este ilustrat mai jos:
Să analizăm acum ce parametri ai elementelor multivibratorului au stabilit curenții de ieșire și frecvența generării de multivibratori. Ce afectează valorile rezistențelor colectoare? Prin calculul corect al multivibratorului, devierea valorilor acestor rezistențe de mai mult de cinci ori față de cea calculată nu va schimba frecvența multivibratorului. Principalul lucru este că rezistența lor este mai mică decât rezistoarele de bază, deoarece rezistoarele colectoare oferă o încărcare rapidă a condensatoarelor. Dar, valorile rezistorului colectorului sunt cele principale pentru calcularea consumului de energie de la sursa de energie, a cărui valoare nu trebuie să depășească puterea tranzistorilor. Dacă te uiți la ea, dacă sunt bine conectate, acestea nu au nici măcar un efect direct asupra puterii de ieșire a multivibratorului. Dar durata între comutatoare (frecvența multivibratorului) este determinată de reîncărcarea lentă a condensatoarelor. Timpul de reîncărcare este determinat de valorile lanțurilor RC - rezistoare de bază și condensatoare (R2C1 și R3C2).
Multivibratorul, deși numit simetric, se referă numai la circuitele constructive ale acestuia și poate produce atât impulsuri de ieșire simetrice, cât și nesimetrice în cursul construcției. Durata impulsului (nivel înalt) pe colectorul VT1 este determinată de valorile R3 și C2, iar durata impulsului (nivelul înalt) pe colectorul VT2 este determinată de valorile R2 și C1.
Procesul complet de excitare și generare de impulsuri este explicat prin următoarele diagrame și explicațiile de mai jos:
În momentul când sursa de alimentare Ec unul dintre tranzistori (cu un potențial negativ NEGA la baza), să zicem V1, se dovedește a Indicã saturată, și un al doilea V2 blocat, deoarece jumătate de simetrie este practic imposibil de atins. Din acest moment, condensatorii au de asemenea sarcini, polaritatea cărora este prezentată în figură.
Circuitul poate fi în una din cele două stări instabile și trece periodic de la unul la altul și înapoi. Faza de tranziție este foarte scurtă datorită feedback-ului pozitiv dintre etapele de amplificare.
Condiția 1: V1 închis, V2 deschis și plin, C1 este încărcat rapid bază V2 curent prin R1 și V2, după care, atunci când complet încărcat C1 (polaritatea de încărcare este indicată în diagrama) prin R1 nu este un curent, tensiunea la C1 este egal cu (bază curentă V2) * R2, și pe colectorul V1 - putere.
Tensiunea pe colectorul V2 este mică (cădere pe un tranzistor saturat).
C2, încărcat mai devreme în starea anterioară 2 (polaritatea conform schemei), începe să se descarce încet prin V2 și R3 deschise. Până când este descărcată, tensiunea la baza V1 = (o tensiune mică pe colectorul V2) - (tensiune ridicată pe C2) - adică o tensiune negativă, blocând complet tranzistorul.
Statul 2: același în imaginea oglindă (V1 este deschis și saturat, V2 este închis).
Tranziția de la stat la stare: în stare 1 C2 este descărcat, tensiunea negativă pe ea scade, iar tensiunea la baza V1 - crește. După un timp destul de lung, va ajunge la zero. Încărcarea completă, C2 începe încărcarea în direcția opusă, până când tensiunea pe baza V1 ajunge la aproximativ 0,6 V.
Aceasta va conduce la deschiderea V1, la aspectul curentului colectorului prin R1 și V1 și la căderea de tensiune pe colectorul V1 (picătură pe R1). Întrucât C1 este încărcat și nu se poate descărca rapid, acest lucru cauzează o cădere de tensiune pe baza V2 și începutul închiderii V2.
Închiderea V2 duce la o scădere a curentului colectorului și la o creștere a tensiunii în colector (o scădere a căderii pe R4). În combinație cu un C2 reîncărcat, aceasta crește și mai mult tensiunea pe baza V1. Această reacție pozitivă duce la o saturație a V1 și o închidere completă a V2.
Această stare (starea 2) este menținută pentru timpul de descărcare C1 prin deschiderea V1 și R2.
Astfel, constanta de timp a unui braț este C1 * R2, al doilea - C2 * R3. Aceasta oferă durata impulsurilor și a pauzelor.
De asemenea, aceste perechi sunt selectate astfel încât scăderea de tensiune peste rezistor în condițiile de curgere prin el a curentului de bază ar fi mare, comparabilă cu sursa de alimentare.
R1 și R4 sunt selectate cât mai mici posibil, R3 și R2, astfel încât încărcarea condensatorilor prin R1 și R4 este mai rapidă decât descărcarea prin R3 și R2. Cu cât este mai mult timpul de încărcare al condensatoarelor, se vor dovedi fronturile impulsurilor. Dar rapoartele R3 / R1 și R2 / R4 nu ar trebui să fie mai mari decât câștigurile tranzistorilor corespunzători, altfel tranzistorii nu se vor deschide complet.
Calcularea frecvenței multivibratorului:
Generatoare de tensiune variabilă liniar.
Generatoarele de tensiune variabilă liniar (GLIN) sunt dispozitive electronice, tensiunea la ieșirea căreia variază liniar pentru o anumită perioadă de timp. Adesea, această tensiune variază periodic.
Dacă tensiunea se schimbă de la o valoare mai mică la o valoare mai mare (în valoare absolută), atunci se numește liniar crescând. dacă dintr-o valoare mai mare la o valoare mai mică, atunci ea cade liniar. Periodic schimbarea stresului se numește fierăstrău.
Astfel de generatoare sunt utilizate pe scară largă în echipamentele de comunicare, televiziune și radar. Cel mai adesea ele sunt utilizate pentru a crea o scanare temporală a fasciculului în tuburi catodice de osciloscoape, televizoare etc.
Un alt domeniu important de aplicare este transformarea tensiunii Sawtooth în intervalul de timp în semnal al poziției de modulare dispozitive de impulsuri, prin compararea curenților și a tensiunilor și codul digital de tensiune și de înlocuire m. P.
În schemele utilizate practic de generatoare de tensiune variabilă liniar, principiul de încărcare și descărcare a unui condensator prin intermediul unui rezistor este introdus atunci când se aplică la o intrare de cădere de tensiune. Variantele de circuit realizând acest principiu diferă doar prin metode de îmbunătățire a parametrilor tensiunii generate.
În conformitate cu principiile construirii generatoarelor de tensiune din fierăstrău, diagrama structurală (figura 1) ar trebui să cuprindă următoarele elemente:
- Un element de stabilizare a curentului (TSE), care asigură un curent constant în sarcina condensatorului C.
- Condensatorul C, pe care se formează o tensiune variabilă liniar.
- Dispozitivul cheie (CU), prin care se efectuează comutarea formării deplasării înainte și înapoi a tensiunii de ieșire.
- Conducătorul de impuls (FI) care furnizează semnale de impuls pentru controlul dispozitivului cheie (specificând durata cursei de lucru și frecvența ieșirii impulsurilor de ieșire a tensiunii de fierăstrău).
- Un urmăritor emițător care se potrivește rezistenței mari de încărcare a op-amperului cu rezistență redusă la sarcină a generatorului.
Prin operarea CLAYS mode împărțit în așteptare pentru un extern start-up, determinarea duratei pauzelor sau durata cursei de puls direct (m. E. Puls conditionat LIN) oscilatorie (inclusiv sincronizat) și de așteptare pentru un impuls auto care produc LIN durată predeterminată ca răspuns la puls start, durata cărora nu determină durata și alți parametri ai CLAY.
Principiile construirii schemei GLIN și parametrii principali.
Cea mai simplă schemă a CLIN este prezentată în Fig. 2. O tensiune variabilă liniar este formată atunci când condensatorul C este încărcat prin rezistența Rk din sursa Ek. Transistor VT. funcționând în modul cheie, comută condensatorul C de la încărcare la descărcare. Diagramele de timp care explică funcționarea unui GLIN simplu sunt prezentate în Fig. 3.
În starea inițială până la momentul t1, tranzistorul VT este închis de pragul de tensiune Un. condensatorul C este încărcat la tensiunea Ek. În momentul t1, impulsurile de polaritate pozitivă sunt alimentate la intrarea sa. Când ajunge primul impuls, tranzistorul se deschide și condensatorul se descarcă prin tranzistorul deschis VT. Durata impulsurilor care deschid tranzistorul este setată astfel încât condensatorul să poată descărca aproape complet. În momentul t2, acțiunea impulsurilor se termină, tranzistorul este blocat și încărcarea condensatorului C începe în circuitul + Ek, Rk, C, -Ek cu o constantă de timp Rk * C. În acest caz, circuitul de ieșire al generatorului este un circuit RC-extensie în care este introdusă tensiunea sursă. Tensiunea la ieșirea unui astfel de circuit variază exponențial, ținând cont de tensiunea sursă Ek.
Al doilea impuls de eliberare aplicat la momentul t3 deschide tranzistorul VT și întrerupe procesul de acumulare a tensiunii pe condensatorul C. Dacă intervalul de timp dintre impulsurile de poartă este semnificativ mai mic decât constanta de timp de încărcare, atunci se formează o tensiune crescătoare liniară în intervalele dintre impulsurile de intrare la ieșirea generatorului.
Tensiunea de creștere liniară este caracterizată de un număr de parametri de bază. Să le considerăm pe un exemplu de tensiune formată de cel mai simplu CLL. În fig. 3 explică câțiva dintre parametrii:
Parametrul care caracterizează schema GLIN este factorul de utilizare a tensiunii de alimentare Ek. prin care se înțelege relația :.
Tensiunea de ieșire a CLIN este descrisă de următoarea expresie:
În consecință, un grad ridicat de linearitate a tensiunii fierului de fierăstrău (mic e) poate fi obținut în condițiile Ek >> Um. Acest lucru duce la o utilizare necorespunzătoare a tensiunii de alimentare. De exemplu, cu um = 10V și e = 1% E = 1000V.