2474

Теория электрических цепей. Автогенераторы

Лабораторная работа

Энергетика

Изучение и компьютерное моделирование работы LC-автогенератора с трансформаторной обратной связью. В работе необходимо исследовать условия самовозбуждения автогенератора, а также научиться определять амплитуду напряжения на выходе автогенератора в стационарном режиме.

Русский

2013-01-06

895.56 KB

34 чел.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики.

Межрегиональный центр переподготовки специалистов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

                               «Теория электрических цепей»

  

                                          Автогенераторы

 

   

                                      

                                                                                             

                                              2010

                                               

Цель работы:

Изучение и компьютерное моделирование работы LC-автогенератора с трансформаторной обратной связью. В работе необходимо исследовать условия самовозбуждения автогенератора, а также научиться определять амплитуду напряжения на выходе автогенератора в стационарном режиме.

Рис. 1. Схема LC-автогенератора

t

Um вых

Рис. 2. График напряжения на выходе автогенератора

Для того чтобы после замыкания цепи обратной связи в генераторе происходило самовозбуждение колебаний, необходимо, чтобы на частоте генерации амплитуда гармонического напряжения на выходе была больше амплитуды гармонического напряжения на входе схемы.

Частота генерируемых колебаний, определяемая как ( где  – коэффициент затухания контура), в стационарном режиме при α=0 совпадает с резонансной частотой колебательного контура .

С учетом этого:

        Это выражение является фундаментальным в теории автоколебаний; оно применимо к любому типу генератора.

Таким образом, для самовозбуждения автогенератора необходимо, чтобы на частоте генерации усиление усилителя превышало ослабление, вносимое цепью обратной связи, т.е.:

    

               

БЭ

 

Рис.3  График колебательной характеристики

Кроме того, должен выполняться баланс фаз, т.е. совпадение начальных фаз гармонических напряжений на входе и выходе схемы. Такое совпадение наступает, когда суммарный сдвиг фаз, вносимый усилителем и цепью обратной связи равен нулю или кратен 360:

, где К – целое число.

Таким образом, сдвиг фаз в цепи обратной связи зависит от сдвига фаз в усилителе и дополняет его до 360.

Амплитуда установившихся гармонических колебаний в генераторе определяется графически точкой пересечения кривой усиления усилителя и прямой линии .Условие соответствует появлению в генераторе гармонических колебаний с нарастающей амплитудой. Смена знака в этом неравенстве на обратный, т.е. будет означать, что гармонические колебания в генераторе затухают по амплитуде. Установившемуся (стационарному) режиму соответствует равенство: .

Кроме того, на частоте генерации должен выполняться баланс фаз: .

Рис. 4.  Графики в зависимости от амплитуды для двух положений

рабочей точки на ВАХ

По графикам на рис. 4 определяется амплитуда установившегося гармонического колебания на входе усилителя. Для того, чтобы определить амплитуду установившегося гармонического колебания на выходе усилителя (генератора),  нужно амплитуду напряжения на входе усилителя умножить на коэффициент усиления усилителя в установившемся режиме:

.

Выводы:

Изучив работу LC-автогенератора с трансформаторной обратной связью можно сделать следующие выводы:

Автогенераторы – это устройства, в которых без посторонних воздействий самостоятельно возникают электрические колебания. Самовозбуждение генератора происходит только в том случае, если усиление колебания в усилителе превышает ослабление его в цепи обратной связи и если сдвиг фазы колебания в усилителе и цепи обратной связи кратен 360.

Амплитуда установившихся гармонических колебаний в генераторе определяется графически точкой пересечения кривой усиления усилителя и прямой линии .

Режим самовозбуждения генератора, при котором колебания возникают и срываются при одном и том же значении  называется мягким;  режим самовозбуждения, при котором колебания возникают при большем значении ,  а срываются при меньшем значении  , называется жестким.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71456. Определение координат точек местности по стереопаре снимков методом двойной обратной фотограмметрической засечки 27 KB
  Для определения координат точек местности по стереопаре снимков методом прямой фотограмметрической засечки необходимо чтобы были известны элементы внешнего ориентирования снимков. В этом случае определение координат точек местности по стереопаре снимков выполняют...
71458. Формулы связи координат точек местности и их изображений на стереопаре снимков 160.5 KB
  Выведем формулы связи координат точек местности и координат их изображений на стереопаре снимков.2 следует что векторы определяют соответственно положение точки местности М и центра проекции S1 снимка Р1 относительно начала системы координат объекта OXYZ.
71460. Автоматизированные методы измерения точек на стереопаре цифровых снимков 84.5 KB
  Площадные методы отождествления одноименных точек Смысл этих методов сводится к сравнению плотностей пикселей двух изображений вокруг определяемой точки. Существует два основных подхода: Корреляционные методы Смысл этих методов заключается в следующем: фрагмент одного...
71461. Методы наблюдения и измерения стереопар снимков. Основы монокулярного и бинокулярного зрения 174 KB
  Монокулярное зрение зрение одним глазом. Качественно оно оценивается разрешающей способностью глаза или остротой зрения. Различают остроту зрения первого и второго рода. Остротой монокулярного зрения первого рода называют минимальный угол под которым наблюдатель различает две отдельные точки раздельно.
71462. Создание цифровых фотопланов 2.21 MB
  Для создания фотоплана используются цифровые трансформированные снимки с одинаковым размером пикселов и имеющие координаты начал систем координат цифровых изображений O1 и O2 кратные размеру пиксела. Координаты начала системы координат цифрового фотоплана XOM принимаются равными...
71464. Создание цифрового ортофототрансформированного снимка 99.5 KB
  Принципиальная схема цифрового ортофототрансформированния снимков представлена на рис.8 Исходными материалами при цифровом ортофототрансформировании снимков служат: цифровое изображение исходного фотоснимка; цифровая модель рельефа в большинстве случаев используется...