Генератори майже гармонійних коливань - Аналітичний огляд генераторів коливань
Якщо в генераторі з коливальними контурами втрати в контурі або резонаторі малі (висока добротність коливальної системи), то форма коливань у них близька до синусоїдальної і їх називають генераторами майже гармонійних коливань або томсонівськими генераторами.
Транзисторний Генератор. Прикладом генератора майже гармонійних коливань є генератор на напівпровідниковому тріоді - транзисторний генератор.
Тут, так само як і в ламповому генераторі, є джерело живлення, добротний коливальний контур, а активний елемент являє собою сполучення напівпровідникового тріода й контур зворотного зв'язка. У напівпровідникових тріодах (транзисторах) має місце посилення потужності коливань, які подаються до керуючого електрода (наприклад, до бази), і це дозволяє, так само як і у випадку електронних ламп, за допомогою контура зворотного зв'язка здійснити підкачування коливальної енергії в контур для його збудження й підтримки режиму стаціонарних (незатухаючих) коливань. Існують різні схеми транзисторних генераторів. Три варіанти напівпровідникових генераторів, що використають включення транзистора за схемою із спільним емітером, показані на рисунку 1.16.
- А) Б) В)
Рисунок 1.16 - Транзисторні генератори
Транзисторні генератори генерують коливання із частотою від декількох кГц до 1010 ГГц із потужностями від десятих часток мВт до сотень Вт. Як і в ламповому генераторі, тут при високій добротності контуру форма коливань близька до гармонійної, а частота визначається власною частотою коливань контуру з врахуванням "паразитних" ємностей транзистора.
Магнетронний Генератор. У магнетронному генераторі коливання НВЧ збуджуються в системі об'ємних резонаторів (порожнини із провідними стінками). Резонатори розташовані по контуру масивного анода і їхня власна частота визначається діаметром порожнини й шириною щілини, що з'єднує кожну порожнину із загальним простором, у центрі якого розташований катод. Магнітне поле, викривляючи траєкторії електронів, що рухаються від катода К до аноду А (рис.1.17), формує загальний електронний потік, що пролітає послідовно уздовж щілин резонаторів.
Рисунок 1.17 - Магнетронний генератор коливань
Магнітне поле підбирається таким, щоб більшість електронів рухалося по траєкторіях, що майже стосуються щілин. Так як, у резонаторах за рахунок випадкових струмів неминуче виникають слабкі електричні коливання, то біля щілин існують слабкі змінні електричні поля Е. Пролітаючи в цих полях, електрони залежно від їхнього напрямку відносно поля Е або прискорюються, відбираючи енергію в резонатора, або гальмуються, віддаючи частину енергії резонаторам. Електрони, прискорені полем першого ж резонатора, вертаються на катод. Загальмовані ("робітники") електрони попадають у поле наступних резонаторів, де вони також будуть гальмуватися, якщо попадають туди в "гальмуючі" напівперіоди електромагнітного поля. Шляхом відповідного підбору швидкості електронів (анодної напруги і магнітного поля Н) можна домогтися того, щоб електрони більше віддавали енергії резонаторам, чим забирали в них. Тоді коливання в резонаторах будуть наростати. Нелінійність характеристик магнетрона забезпечує встановлення постійної амплітуди генерируємих коливань. Відбір енергії може вироблятися з будь-якого резонатора за допомогою петлі зв'язку П.
У магнетроні джерелом живлення є джерело анодної напруги, коливальною системою - резонатори. Роль активного елемента, що забезпечує перетворення постійної енергії в енергію електричних коливань, грає електронний потік, що перебуває під дією магнітного поля.
Магнетрони генерують гармонійні коливання в діапазоні частот від 300 МГц до 300 ГГц. ККД магнетронних генераторів досягає 85%. Звичайно магнетрони використаються для одержання коливань більших потужностей (декілька МВт) в імпульсному режимі й десятків кВт при безперервній генерації.
Клістронний Генератор (рис.1.18) також містить об'ємний резонатор, у якому коливання збуджуються й підтримуються електронним потоком.
Рисуфнок 1.18 - Клістронний генератор |
Потік електронів, що випускається катодом К, прискорюється електричним полем, створеним джерелом живлення. У відбивному клістроні електрони пролітають через сітки об'ємного резонатора С й, не досягаючи анода А, потенціал якого від'ємний щодо сіток резонатора, відбиваються, пролітають через резонатор у зворотному напрямку й т. д. Якби електрони пролітали через резонатор суцільним потоком, то протягом одного напівперіоду коливань резонатора вони віддавали б резонаторам енергію, а протягом другого напівперіоду віднімали б цю ж кількість енергії в резонатора генерування електричних коливань було б неможливе. Якщо ж електрони влітають у резонатор окремими "згустками", причому в такі моменти, коли резонатор їх гальмує, то вони віддають резонатору енергії більше, ніж забирають у нього. При цьому електронний потік підсилює виниклі в резонаторі випадкові коливання й підтримує їх з постійною амплітудою. Так як, групування електронного потоку в згустки відбувається за час, що відповідає декільком періодам коливань, то довжина "простору угруповання" задається швидкістю електронів і частотою генерируємих коливань. Завдяки цьому найбільше поширення клістронні генератори мають у сантиметровому й міліметровому діапазонах довжин хвиль. Потужність клістронів невелика - від декількох мВт у міліметровому діапазоні до декількох Вт у сантиметровому. Потужність двухрезонаторних прольотних клістронних генераторів у сантиметровому діапазоні може становити десятки Вт.
У Квантових Генераторах роль високодобротної коливальної системи виконують збуджені атоми або молекули активної речовини. Переходячи зі збудженого стану в незбуджене, вони випромінюють порції (кванти) електромагнітної енергії, рівні hv, де h - Планка постійна, v - частота електромагнітних коливань, характерна для даного сорту атомів. Джерелом енергії є збуджені атоми й молекули, а для відбору збуджених молекул служить система, що сортує. Наприклад, у молекулярному генераторі на аміаку джерелом живлення є джерело молекулярного пучка аміаку. Об'ємний резонатор, у якому перебуває активна речовина, здійснює зворотний зв'язок, викликаючи за допомогою електромагнітного поля змушене випромінювання молекул і вкладення коливальної енергії, що компенсує втрати, включаючи відбір енергії з зовні. Аміачний генератор працює на частоті 23,870 ГГц із досить стабільною й вузькою спектральною лінією генеруємих коливань за рахунок високої добротності квантового переходу. Висока стабільність частоти коливань, генеруємих квантовими генераторами в радіодіапазоні (на аміаку, водні, синильній кислоті й ін.), дозволяє використати їх як квантові стандарти частоти.
Похожие статьи
-
Генератори із кварцовою стабілізацією частоти - Аналітичний огляд генераторів коливань
Істотне зменшення нестабільності генераторів може бути досягнуте за рахунок використання кварцового резонатора, який являє собою особливим чином вирізану...
-
Мостовий генератор для УЗВ-п'єзовипромінювача - Аналітичний огляд генераторів коливань
В останні роки все частіше доводиться зіштовхуватися з ультразвуком - звуковими коливаннями, що мають частоту більшу, ніж здатна почути людина. У...
-
RC-генератори гармонійних коливань - Аналітичний огляд генераторів коливань
Для одержання гармонійних коливань низької й інфранизької частот (від декількох сотень кілогерців до часток герців) застосовують автогенератори, у яких...
-
Генератори гармонійних коливань Умова генерації гармонійних коливань Електронним генератором гармонійних коливань називають пристрій, що перетворює...
-
LC-генератори гармонійних коливань - Аналітичний огляд генераторів коливань
Індуктивна Трьохточка . На практиці частіше використовують схеми LC-генераторів з автотрансформаторним ЗЗ, у яких напруга ЗЗ знімається із частини...
-
АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД - Електронний цифровий мілівольтметр постійного струму з світлодіодним дисплеєм
Найбільш зручними в експлуатації приладами для вимірювання напруги є цифрові вольтметри. Вони можуть вимірювати як постійні, так і змінні напруги. Клас...
-
Назначение генератора переменного тока - Назначение генератора переменного тока
Генератор служит для преобразования механической энергии в электрическую, необходимую для питания всех приборов электрооборудования автомобиля (кроме...
-
Генератор тактовых импульсов G - Плата микропроцессора
КР580ГФ24 -- микросхема специализированного генератора тактовых импульсов (ГТИ), предназначенная для совместной работы с CPU КР580ВМ80А. Микросхема...
-
Измерительные генераторы - Оcновы радиоэлектроники
В измерительном генераторе частота, форма и напряжение имитируемого сигнала устанавливаются равными необходимому значению и могут перестраиваться в...
-
На автомобилях - автобусах требуется большой ток для питания ламп, освещающих пассажирский салон. Поэтому для них применяются специальные генераторы...
-
Как известно, частота автоколебаний в таком генераторе определяется формулой (1), А затухание в частотно-зависимой ветви обратной связи на частоте 0 ....
-
Мультивібратори на біполярних транзисторах - Мультивібратори
Мультивібратори на біполярних транзисторах більш за все виконують за симетричною схемою з колекторно-базовими зв'язками (рис. 1,а). Як і для тригера,...
-
Схема подключения генератора с дополнительным выпрямителем широко применяется на автомобилях ВАЗ. При применении такой схемы на автомобиль не приходится...
-
Устройство генератора Г-250 и его модификации - Назначение генератора переменного тока
Автобус генератор реле заряд Генератор является основным источником электрической энергии системы энергоснабжения, обеспечивающим питание всех...
-
Расчет годовой производственной программы по ТО и КР. После расчета коэффициента технической готовности парка, расчета годового пробега автомобилей,...
-
Сборка, Испытание и обкатка - Назначение генератора переменного тока
Сборку генератора производят в следующем порядке: собрать крышку со стороны контактных. колец с выпрямительным' блоком, установить крышку на статор,...
-
Работает генератор следующим образом. Когда ключ выключателя зажигания находится в положении 1 (зажигание), через обмотку возбуждения генератора проходит...
-
1. Аналіз ринку Друкована плата гармонічний коливання Вивчаючи ринок електронної продукції, важко не помітити, що істотною частиною майже будь-якого...
-
Схема трансивера с указанием основных соединений представлена на рисунке 5.1. Рисунок 5.1 Рассмотрим более подробно каждый блок в отдельности: Фильтр...
-
Вплив потужних електромагнітних полів на людини призводить до певних зрушень у нервово-психічної і фізіологічної діяльності, однак як припускають,...
-
Экспериментальный макет показан на рис. 4. Величина связи между контурами регулируется изменением расстояния между катушками контуров. Рис. 4: L1, C1 --...
-
Ультрафіолетове та інфрачервоне поглинання - Оптичні хвилеводи
На додаток до дифузного відбиття, втрата сигналу може бути спричинена вибірковим поглинанням певних частот на зразок того, як при розсіюванні з'являються...
-
Система селективного нагрева ионов в установке "Плазменный сепаратор-1"
Описание экспериментальной установки ПС - 1 Для большей наглядности и лучшего понимания процесса ВЧ - нагрева плазмы в установке ПС - 1 опишу вкратце всю...
-
Так як ми вже визначились зі структурною схемою приладу, то потрібно розробити електричну принципову. Спочатку визначимось з усіма складовими окремо. В...
-
Як правило, на будинках в садоводствах, що знаходяться на відстані не більше 20 км. від ТЦ і активних ретрансляторів, використовуються однопрограммниє і...
-
Генератор тактовых импульсов должен вырабатывать прямоугольные импульсы частотой 190 Гц. В качестве токового возьмем мультивибратор на логических...
-
Електроенергетика є основою економіки будь-якої країни. Роль електричної енергії пояснюється універсальністю її використання, можливістю передавати на...
-
Введение - Разработка генератора с мостом Вина
Разрабатываемый в данной курсовой работе прибор предназначен выполнять функцию генерации синусоидальных колебаний. В генераторе обеспечена автоматическая...
-
Перш ніж перейти до класифікації систем кондиціонування, слід зазначити, що загальноприйнятої класифікації до цих пір не існує, і пов'язано це з...
-
Стабилизированный источник питания - Разработка генератора с мостом Вина
Стабилизированный источник питания вырабатывают два равных выходных напряжения противоположной полярности с малым уровнем пульсаций. Точное равенство...
-
Генератор - Оcновы радиоэлектроники
Генератор прямоугольных импульсов собирается по схеме (рис.19). Рекомендуемые параметры схемы: R1=4,7 кОм, R2= 47 кОм, R 100 кОм - 2 МОм, С 0,001-0.1...
-
На рис. 7 приведена экспериментальная схема лабораторной работа. Напряжение синусоидальной формы со звукового генератора с помощью диодных ограничителей...
-
Контрольний огляд - Технічне обслуговування та ремонт автомобілів та самохідних кранів
Вимоги безпеки перед початком роботи. 1. Перед тим як стати до роботи, кранівник повинен пересвідчитися у справності всіх механізмів, металоконструкцій...
-
Пристрій виконаний за технологією поверхневого монтажу на друкованій платі із двостороннього скляного текстоліту розміром 200x135мм. Процес виготовлення...
-
Принцип действия генератора - Назначение генератора переменного тока
Автомобильный генератор представляет собой синхронный генератор переменного тока, работающий на встроенный выпрямитель. Принцип действия генератора...
-
С целью упрощения конструкции генератора и повышения надежности его работы изготавливаются генераторы, у которых обмотка возбуждения не вращается. При...
-
Крышки генератора - Назначение генератора переменного тока
Генератор собирается с помощью двух крышек: передней (со стороны шкива) и задней, изготовленных из алюминиевого сплава. В крышках выполнены посадочные...
-
Щеточный узел. - Назначение генератора переменного тока
С помощью щеточного узла подводится ток к обмотке возбуждения генератора. Щеточный узел располагается на задней крышке генератора. Он крепится к крышке...
-
Статор генератора, Выпрямительный узел - Назначение генератора переменного тока
Между передней 1 и задней 3 крышками устанавливается статор 2. Крышки стягиваются крепежными винтами. Для предотвращения потерь на вихревые токи...
-
Ротор генератора - Назначение генератора переменного тока
Ротор располагается внутри генератора и вращается с большой угловой скоростью. Ротор состоит из стального вала, на котором крепятся клювообразные...
Генератори майже гармонійних коливань - Аналітичний огляд генераторів коливань