Generatory drgań sinusoidalnych LC

Podobne dokumenty
Wzmacniacz jako generator. Warunki generacji

Tranzystor bipolarny. przykłady zastosowań cz. 1

Tranzystor bipolarny. przykłady zastosowań

ELEKTRONIKA W EKSPERYMENCIE FIZYCZNYM

Generatory Podział generatorów

Ćwiczenie nr 05 1 Oscylatory RF Podstawy teoretyczne Aβ(s) 1 Generator w układzie Colpittsa gmr Aβ(S) =1 gmrc1/c2=1 lub gmr=c2/c1 gmr C2/C1

Wzmacniacze selektywne Filtry aktywne cz.1

Wzmacniacze. sprzężenie zwrotne

Generatory. Podział generatorów

GENERATORY DRGA K.M.Gawrylczyk 1

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Temat: Generatory napięć sinusoidalnych wprowadzenie

Gdy wzmacniacz dostarcz do obciążenia znaczącą moc, mówimy o wzmacniaczu mocy. Takim obciążeniem mogą być na przykład...

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Temat: Wzmacniacze selektywne

LABORATORIUM PODZESPOŁÓW ELEKTRONICZNYCH. Ćwiczenie nr 2. Pomiar pojemności i indukcyjności. Szeregowy i równoległy obwód rezonansowy

BADANIE ELEKTRYCZNEGO OBWODU REZONANSOWEGO RLC

Generatory sinusoidalne

GENERATORY SINUSOIDALNE RC, LC i KWARCOWE

2.Rezonans w obwodach elektrycznych

Wielkości opisujące sygnały okresowe. Sygnał sinusoidalny. Metoda symboliczna (dla obwodów AC) - wprowadzenie. prąd elektryczny

Pracownia Technik Informatycznych w Inżynierii Elektrycznej

Elektronika i techniki mikroprocesorowe

Generatory przebiegów niesinusoidalnych

Ogólny schemat blokowy układu ze sprzężeniem zwrotnym

Zasada działania tranzystora bipolarnego

Elektronika i energoelektronika

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

BADANIE PRZERZUTNIKÓW ASTABILNEGO, MONOSTABILNEGO I BISTABILNEGO

Zastosowania wzmacniaczy operacyjnych cz. 3 podstawowe układy nieliniowe

Laboratorium Elektroniki

Prostowniki. Prostownik jednopołówkowy

LABORATORIUM ELEKTRONIKA. Opracował: mgr inż. Tomasz Miłosławski

Wartość średnia półokresowa prądu sinusoidalnego I śr : Analogicznie określa się wartość skuteczną i średnią napięcia sinusoidalnego:

Sprzężenie mikrokontrolera (nie tylko X51) ze światem zewnętrznym cd...

POMIARY CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ IMPEDANCJI ELEMENTÓW R L C

GENERATORY SINUSOIDALNE RC, LC i KWARCOWE

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

Piezoelektryki. Jakub Curie

Generatory sinusoidalne LC

PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 10/16. JAROSŁAW GUZIŃSKI, Gdańsk, PL PATRYK STRANKOWSKI, Kościerzyna, PL

Ćwiczenie 5. Zastosowanie tranzystorów bipolarnych cd. Wzmacniacze MOSFET

WSTĘP DO ELEKTRONIKI

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

1. Rezonansowe wzmacniacze mocy wielkiej częstotliwości 2. Generatory drgań sinusoidalnych

rezonansu rezonansem napięć rezonansem szeregowym rezonansem prądów rezonansem równoległym

Wykaz symboli, oznaczeń i skrótów

(54) RZECZPOSPOLITAPOLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B2 PL B2 H05B 41/29. (21) Numer zgłoszenia:

Ćwiczenie - 8. Generatory

Elementy indukcyjne. Konstrukcja i właściwości

Ćwiczenie - 4. Podstawowe układy pracy tranzystorów

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 14/12

O różnych urządzeniach elektrycznych

Pomiar indukcyjności.

Elektrotechnika i elektronika (konspekt)

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

II prawo Kirchhoffa Obwód RC Obwód RC Obwód RC

Badanie zjawiska rezonansu elektrycznego w obwodzie RLC

Parametry generowanych drgań

ĆWICZENIE NR 1 TEMAT: Wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym

Ćwiczenie nr 8. Podstawowe czwórniki aktywne i ich zastosowanie cz. 1

1. Zarys właściwości półprzewodników 2. Zjawiska kontaktowe 3. Diody 4. Tranzystory bipolarne

LABORATORIUM OBWODÓW I SYGNAŁÓW

Ćw. 6 Generatory. ( ) n. 1. Cel ćwiczenia. 2. Wymagane informacje. 3. Wprowadzenie teoretyczne PODSTAWY ELEKTRONIKI MSIB

Diody półprzewodnikowe cz II

Szumy układów elektronicznych, wzmacnianie małych sygnałów

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie generatorów sinusoidalnych (2h)

Dielektryki Opis w domenie częstotliwości

Spis treści Przełączanie złożonych układów liniowych z pojedynczym elementem reaktancyjnym 28

REZONANS SZEREGOWY I RÓWNOLEGŁY. I. Rezonans napięć

I= = E <0 /R <0 = (E/R)

Sztuka elektroniki. Cz. 1 / Paul Horowitz, Winfield Hill. wyd. 10. Warszawa, Spis treści

I. Cel ćwiczenia: Poznanie własności obwodu szeregowego zawierającego elementy R, L, C.

Ocena porównawcza układów ochronnych obwodów iskrobezpiecznych

Ćwiczenie 14. Temat: Wzmacniacz w układzie wspólnego kolektora. Cel ćwiczenia

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

Diody półprzewodnikowe

I. Cel ćwiczenia: Poznanie własności obwodu szeregowego, zawierającego elementy R, L, C.

ĆWICZENIE 2 Wzmacniacz operacyjny z ujemnym sprzężeniem zwrotnym.

Diody półprzewodnikowe

WYKŁAD 2 Pojęcia podstawowe obwodów prądu zmiennego

Laboratorium z Układów Elektronicznych Analogowych

z ćwiczenia nr Temat ćwiczenia: BADANIE RÓWNOLEGŁEGO OBWODU RLC (SYMULACJA)

Ćwiczenie nr 1. Badanie obwodów jednofazowych RLC przy wymuszeniu sinusoidalnym

Mostek Wheatstone a, Maxwella, Sauty ego-wiena. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

X L = jωl. Impedancja Z cewki przy danej częstotliwości jest wartością zespoloną

Wzmacniacze. Klasyfikacja wzmacniaczy Wtórniki Wzmacniacz różnicowy Wzmacniacz operacyjny

Przetwornice napięcia. Stabilizator równoległy i szeregowy. Stabilizator impulsowy i liniowy = U I I. I o I Z. Mniejsze straty mocy.

Opracowane przez D. Kasprzaka aka 'master' i D. K. aka 'pastakiller' z Technikum Elektronicznego w ZSP nr 1 w Inowrocławiu.

Wzmacniacze operacyjne

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

Wzmacniacz na tranzystorze J FET

2. REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

12. Zasilacze. standardy sieci niskiego napięcia tj. sieci dostarczającej energię do odbiorców indywidualnych

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

Transkrypt:

Generatory drgań sinusoidalnych LC Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Generatory drgań sinusoidalnych Drgania sinusoidalne możemy wytworzyć na dwa sposoby: tworzymy taki wzmacniacz (wraz z pętlą sprzężenia zwrotnego), który przy określonej częstotliwości osiąga nieskończone wzmocnienie (generator sprzężeniowy); obwód rezonansowy LC uzupełniamy o układ o ujemnej rezystancji kompensujący straty energii (generator dwójnikowy).

Parametry generatorów Zasadnicze parametry generatorów to: - częstotliwość generowanego przebiegu f0; - stałość generowanej częstotliwości Δf/f0 krótkoterminowa długoterminowa - współczynnik zawartości częstotliwości harmonicznych; - zakres (i sposób) przestrajania generatora; amplituda napięcia wyjściowego; stałość amplitudy napięcia wyjściowego.

Wzmacniacz jako generator - warunki generacji Warunki umożliwiające powstanie generacji drgań uzyskuje się za pomocą sprzężenia zwrotnego. Zespolone wzmocnienie wzmacniacza z takim sprzężeniem możemy wyrazić przez U wy ku k uf = = U we 1 k u f Wzmocnienie dąży do nieskończoności gdy mianownik ułamka dąży do zera k u f =1

Wzmacniacz jako generator - warunki generacji Przedstawiając liczby w postaci wykładniczej j k k u e f e j =1 Aby dwie liczby zespolone były sobie równe muszą mieć równe moduły i fazy k u f =1 k =n 360 o

Wzmacniacz jako generator - warunki generacji Chcemy by warunki generacji były spełnione przy określonej częstotliwości f0. W ten sposób otrzymujemy: k u f 0 f f 0 =1 warunek amplitudy k f 0 f 0 =n 360o warunek fazy Jak widać sprzężenie zwrotne jest dodatnie (czego zresztą można się było spodziewać).

Generatory sprzężeniowe LC Rozważmy generator w postaci wzmacniacza tranzystorowego OE obciążonego pasywnym układem liniowym (pomijamy elementy polaryzacji. Faza napięcia na kolektorze (w stosunku do napięcia na bazie) może być przesunięta w zależności od charakteru obciążenia o 180o przy obciążeniu o charakterze rzeczywistym; 90o przy obciążeniu pojemnościowym; 270o przy obciążeniu indukcyjnym.

Generatory sprzężeniowe LC Rozważymy układ z obciążeniem będącym równoległym obwodem rezonansowym (w rezonansie impedancja ma charakter rzeczywisty). Wykorzystując schemat równoważny dla prądu zmiennego określamy transmitancję sprzężenia zwrotnego Z3 jϕ βf = = βf e Z 2 + Z3 β Aby był spełniony warunek fazy dla częstotliwości f0 przesunięcie fazy u układzie sprzężenia zwrotnego powinno wynieść o o 180 wtedy (φ + φ ) = 360 k β o o 180 wtedy (φ + φ ) = 0 k β

Generatory Colpittsa Przesunięcie fazy przy f0 dla Z3 wynosi tu 90o (dla kondensatora), a Z1+Z2 90o (dla indukcyjności). Całkowite przesunięcie fazy to 180o Generator o takiej strukturze nazywa się generatorem Colpittsa. f 0= 1 C1 C3 2 π L2 C 1 +C 3

Generatory Colpittsa f 0= Układy praktyczne (WE i WB) 1 C 1 C3 2 L2 C 1 C 3

Generatory Colpittsa f 0= 1 C 1 C3 2 L2 C 1 C 3 Inne praktyczne rozwiązanie generatora Colpittsa w układzie wspólnego emitera.

Generatory Colpittsa Generatory Colpittsa w układzie wspólnej bazy i wspólnego kolektora.

Generatory Hartleya Przesunięcie fazy czwórnika sprzężenia zwrotnego będzie wynosiło 180o gdy Z3 będzie miało charakter indukcyjny (90o) a Z1+Z2 będzie miało charakter pojemności (90o). Generator o takiej budowie nazywa się generatorem Hartleya. 1 f 0= 2 L1 L3 C 2

Generatory Hartleya 1 f 0= 2 L1 L3 C 3 Praktyczne rozwiązania generatorów Hartleya w układzie wspólnego emitera.

Generatory Hartleya Generatory Hartleya w układzie wspólnego drenu i wspólnej bazy.

Generatory Meissnera W generatorach Meissnera dodatnie sprzężenie zwrotne realizuje się za pomocą sprzężenia transformatorowego (uwaga na kierunek uzwojeń). f 0= 1 2 LC Kolektor jest obciążony układem rezonansowym LC, którego indukcyjność stanowi uzwojenie transformatora. Warunek amplitudy spełnia się dobierając odpowiednią przekładnię transformatora.

Generatory Meissnera Praktyczne rozwiązania generatorów Meissnera.

Generatory przeciwsobne Układy przeciwsobne stosuje się w celu uzyskania większej mocy i sprawności (na przykład w przetwornicach). Generator przeciwsobny z transformatorowym dodatnim sprzężeniem zwrotnym to w zasadzie układ dwóch generatorów Meissnera.

Generatory przeciwsobne Generator przeciwsobny z galwanicznym dodatnim sprzężeniem zwrotnym. W zasadzie działania jest zbliżony do generatora Hartleya.

Zastosowania piezoelektryków do stabilizacji częstotliwości drgań Kwarc i ceramiki z tytanianu baru stosowane są często do stabilizacji częstotliwości drgań generatorów. Poprzez odpowiednie wycinanie fragmentu kryształu można otrzymać rezonatory kwarcowe o bardzo wielkiej stabilności częstotliwości drgań.

Zastosowania piezoelektryków... Rezonatory kwarcowe

Generatory kwarcowe Rezonator kwarcowy jest elementem rezonansowym o dużej dobroci i stabilności częstotliwości rezonansowej. W konstrukcji generatorów kwarcowych wykorzystuje się zarówno rezonans równoległy, jak i szeregowy. rezonans szeregowy rezonans równoległy

Generatory kwarcowy Pierce'a Generator Pierce'a konstrukcyjnie jest zbliżony do generatora Colpittsa, wykorzystuje kwarc w modzie rezonansu równoległego.

Generatory kwarcowy w modzie szeregowym Generator kwarcowy ze sprzężeniem emiterowym. Generator kwarcowy w układzie Meissnera.