Тема 9.5 Электронные генераторы и измерительные приборы

Понятие об электронном генераторе. Автогенераторы типаRC и LC (электрическая схема, принцип работы).

Заряд и разряд конденсатора. Мультивибраторы. Триггеры.

Структурная схема, принцип работы электронного осциллографа. Основные узлы и принцип действия электронного вольтметра.

Методические указания по изучению темы 9.5

Генератором называют автоколебательную систему, в которой энергия источника питания (как правило, источника постоянного тока) преобразуется в энергию колебаний. При наличии усилителей с положительной обратной связью при условии К _b > 1 получается усилитель самовозбуждения и на его выходе возникают автоколебания. Действительно, в этом случае возникшие колебания напряжения на входе усилителя усиливаются в К раз и, ослабленные в р раз звеном обратной связи, снова появляются на входе, равные или большие, т. е. колебания должны нарастать или поддерживаться неизменными.

Если К _b > 1, то на вход приходят колебания большей величины, идет процесс нарастания колебаний, но по мере увеличения амплитуды колебаний коэффициент усиления К уменьшается за счет нелинейности характеристик лампы или транзистора. При достижении равенства К _b = 1 происходит переход к установившемуся режиму работы. Соответствующий этому режиму коэффициент усиления называется критическим: К_КР = 1/b.

Форма колебаний определяется спектром генерируемых частот. В частности, если условие самовозбуждения может выполняться только для одной частоты или очень узкой полосы частот, то генерируются простейшие гармонические колебания. Таким образом, для построения генератора синусоидальных колебаний необходимо взять за основу усилитель и построить схему так, чтобы можно было решить две задачи: а) создать положительную обратную связь, иначе говоря, обеспечить баланс фаз входного сигнала и сигнала обратной связи, чтобы колебания, приходящие от звена обратной связи, имели ту же форму, что и колебания на входе усилителя; б) обеспечить условия, чтобы соотношение К _b ³ 1 выполнялось только для одной частоты или узкой полосы частот.

Генераторы синусоидальных колебаний выполняют чаще всего двух типов: LC -генератор, в основе которого лежит колебательный контур, или RС -генератор, широко применяемый в измерительной технике для настройки аппаратуры. Генераторы LC -типа используют для получения синусоидальных колебаний в диапазоне частот от нескольких десятков килогерц до сотен мегагерц.

В этой теме необходимо иметь представление о зарядке и разрядке конденсатора, о мультивибраторах, триггерах. Знать структурную схему, принцип работы электронного осциллографа; основные узлы и принцип действия электронного вольтметра.

Литература: [1] глава 20, стр. 560-584

 

Вопросы для самопроверки

1. Для чего служат генераторы электрических колебаний?

2. Для чего в LC-генераторах применяется отрицательная ОС?

3. Назвать области применения генераторов различных форм выходного напряжения.

4. Привести графики и формулы зарядки и разряда конденсатора.

5. Объяснить принцип устройства одного из улучшенных вариантов ГПН.

6. Из каких основных узлов состоит электронный аналоговый вольтметр?

7. Составить структурную схему универсального электронного осциллографа и объяснить назначение каждого блока.

8. Привести классификацию осциллографов; где их применяют?

 

Тема 9.6 Электронные устройства автоматики и вычислительной техники

Принцип действия, особенности и функциональные возможности электронных реле, транзисторных ключей.

Принцип действия, особенности и функциональные возможности основных логических элементов, триггерных счетчиков.

Принцип действия, особенности и функциональные возможности регистров, дешифраторов, сумматоров.