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

73692. Особенности анализа радиосигналов в избирательных цепях 118.5 KB
  При решении задач о прохождении сигналов через электрические цепи основное внимание уделяют изменениям информационных параметров сигналов поскольку это связано с проблемой сохранения информации переносимой сигналами. В случаях когда информация заложена непосредственно в форме сигнала случай простых сигналов задача сохранения информации сводится к задаче сохранения формы или спектра сигнала. В общем случае резонансная частота...
73693. Линейные радиоэлектронные цепи с постоянными параметрами 230.5 KB
  Кроме методов, основанных на определении импульсных и переходных характеристик, для анализа свойств линейных цепей широко применяют матричный метод. Его использование основывается на том, что для описания свойств сколь угодно сложной цепи достаточно знать зависимость между ее внешними напряжениями и токами.том входе ; Z21 сопротивление передачи от выхода к входу при разомкнутом выходе. Если в качестве...
73694. Предмет теорії міжнародних відносин 19.59 KB
  Перший завідувач кафедри міжнародних відносин м. Після другої свотової війни сформувалося два напрямки у розумінні міжнародних відносин: Традиционалістський Г.Найбільш яскравий приклад праця оціолог Мерль в своїй праці Соціологія міжнародних відносин.
73697. Генерирование колебаний в электрических цепях 668.5 KB
  В цепях, содержащих обратные связи, могут возникнуть изменяющиеся во времени электрические токи без воздействия на эти цепи внешних управляющих сигналов. Такие цепи называют автоколебательными системами, а колебания - автоколебаниями.
73698. Цели и задачи дисциплины «Экономика ресурсосбережения». Значение ресурсосбережения в современных условиях. Причины современного состояния в сфере ресурсосбережения 55 KB
  Экономика ресурсосбережения наука отражающая формы производственных отношений в процессе рационального использования воспроизводства природных ресурсов и охраны окружающей среды. На протяжении всей своей жизни человечество сталкивалось с ограниченностью ресурсов. С 1996 года в России действуют 2 структуры Комитет по охране окружающей среды Министерство природных ресурсов. Исследование шло по пяти глобальным направлениям мировой динамики ускорение индустриализации быстрый рост населения нарастание голода истощение невозобновляемых...