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

15289. Налагодження програми мовою Асемблер з використанням екранних операцій 132.5 KB
  Налагодження програми мовою Асемблер з використанням екранних операцій Лабораторна робота Тема: Переривання та введення/виведення інформації. Мета роботи: Набути навичок роботи з функціями введення/виведення інформації. ...
15290. Налагодження програми мовою Асемблер з використанням макросів 99 KB
  Налагодження програми мовою Асемблер з використанням макросів Лабораторна робота № 18 Тема: Технологія та прийоми програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Набути навичок роботи з макросами при програмуванні мовою Асемблера. Навчитися с
15291. Компьютерная графика в визуальном программировании 1.18 MB
  Данные методические указания предназначены для самостоятельной работы студентов всех специальностей и используются при выполнении лабораторных и контрольных работ по курсам Информатика и Алгоритмизация и программирование на языке Visual Basic.
15292. Використання адресної арифметики для роботи з вказівниками 62 KB
  Використання адресної арифметики для роботи з вказівниками Лабораторна робота Тема: Використання адресної арифметики для роботи з вказівниками Мета роботи: Навчитись створювати вказівники описувати їх і задавати; оволодіти основними с
15293. Изучение свойств Р-N перехода и определение запрещенной зоны проводника 77 KB
  Отчёт по лабораторной работе № 36. Изучение свойств РN перехода и определение запрещенной зоны проводника. Расчетная формула для измерения величины ...
15294. Изучение радиоактивного излучения 80 KB
  В данной лабораторной работе мы исследовали ослабление излучения защитными материалами, а так же исследовали элементы дозиметрии излучения. Измеряли и рассчитывали величину фона, экспозиционную дозу, поглощенную дозу и эквивалентную дозу для случаев
15295. Изучение эффекта холла 49 KB
  В данной работе я изучил эффект холла, получив при этом конкретные значения холловского коэффициента и концентрации свободных электронов. При выполнении работы я пользовался гальванометром, амперметром
15296. Определение молярной массы и плотности газа 55 KB
  В результате проделанной работы я получил конечные значения молярной массы и плотности воздуха. Сравнил с табличными значениями: оказалось, что разница между полученными и табличными значениями очень мала, лишь небольшое расхождение
15297. Изучение магнитного поля соленоида балестическим методом 81 KB
  В результате проделанной работы я познакомился с баллестическим методом измерения магнитного поля соленоида, получил зависимость его от силы тока и от расстояния от центра соленоида. В результате измерений получил конкретные значения, сравнил с теоретическими