در آستانه جنگ جهانی اول، روسیه از نظر علمی به طور قابل توجهی از کشورهای پیشرفته سرمایه داری عقب بود. به ویژه، هیچ صنعت مهندسی رادیو در روسیه وجود نداشت. تمام تجهیزات ارتباطی رادیویی باید از خارج وارد می شد و بعد از انقلاب این منبع عملا بسته شد. در این شرایط، دانشمندان شوروی، کریلوف، ماندلشتام، پاپالکسی، آندرونوف چنان تحقیقات عمیقی در مورد مشکلات نوسانات اجباری انجام دادند که بسیار جلوتر از همکاران غربی خود بودند، به طوری که مرکز علمی جهان در مورد این مشکلات به اتحاد جماهیر شوروی نقل مکان کرد.

در طول نوسانات آزاد، انرژی سیستم کاهش می یابد. در این راستا، آنها شروع به استفاده گسترده کردندخود نوسانات - نوسانات بدون میرا حفظ شده در سیستم به دلیلدائمی یک منبع خارجی انرژی است و خود سیستم آن را کنترل می کند و از ثبات در تامین انرژی در بخش های خاص در زمان مناسب اطمینان حاصل می کند. فرکانس و دامنه خود نوسانات توسط ویژگی های خود سیستم تعیین می شود و به تأثیرات خارجی بستگی ندارد. به عنوان مثال، در زیر یک وزنه فولادی که به فنر آویزان است، یک آهنربای الکتریکی وجود دارد. اگر جریان متناوب روشن و خاموش شود، وزنه شروع به انجام نوسانات اجباری می کند. سعی کنید توضیح دهید که در ادامه چه اتفاقی خواهد افتاد؟..

حالا سعی کنید نمونه هایی از خود نوسانی ها را بیاورید...

1. نوسانات بدون میرا آونگ ساعت به دلیل اثر ثابت گرانش وزن سیم پیچ.
2. ارتعاشات سیم ویولن تحت تأثیر یک کمان متحرک یکنواخت؛
3. نوسان ستون هوا در لوله اندام، با تامین یکنواخت هوا در آن؛
4. ارتعاشات چرخشی یک چرخ دنده ساعت برنجی با محور فولادی معلق از آهنربا و پیچ خورده
5. تشکیل جریان‌های متلاطم بر روی شکاف‌ها و تند رودخانه‌ها؛
6. صدای مردم، حیوانات و پرندگان به دلیل خود نوساناتی که هنگام عبور هوا از تارهای صوتی رخ می دهد، ایجاد می شود.

رایج ترین سیستم مکانیکی خود نوسان ساعت آونگی است. در سال 1657، فیزیکدان هلندی کریستیان هویگنس پیشنهاد کرد که از هم زمان بودن یک آونگ برای ایجاد حرکت یکنواخت عقربه بر روی ساعت استفاده شود. دستگاه پیشنهادی هویگنز تا به امروز ویژگی های اصلی خود را حفظ کرده است: آونگ، وزنه برافراشته، لنگر و چرخ دونده. لطفاً توجه داشته باشید که اساساً آونگ آزادانه حرکت می کند و در هر دوره دو ضربه دریافت می کند. نوسانات به وجود می آیند و توسط خود سیستم نوسانی پشتیبانی می شوند، یعنی خود نوسان هستند. بسیاری از سیستم های خود نوسان با عناصر اساسی مشخص می شوند: خود سیستم نوسانی، یک منبع انرژی، یک "دریچه" (جریان انرژی را به سیستم نوسانی تنظیم می کند).

با استفاده از روش قیاس، از یک سیستم خود نوسان مکانیکی به یک سیستم خود نوسانی الکترومغناطیسی که نوسانات الکترومغناطیسی ایجاد می کند، حرکت می کنیم. چه چیزی می تواند به عنوان منبع انرژی (منبع جریان)، شیر (ترانزیستور)، سیستم نوسانی در یک مدار الکتریکی (نوسان ساز) استفاده شود؟.. چگونه می توان بازخورد را بین شیر و سیستم نوسانی پیاده سازی کرد؟..(کار با کتاب درسی )

اصل عملکرد یک ژنراتور ترانزیستوری(طراحی فلش "ژنراتور روی ترانزیستور")

هنگامی که یک منبع DC متصل می شود، جریانی از مدار جمع کننده ترانزیستور می گذرد و خازن مدار نوسانی را شارژ می کند. نوسانات الکترومغناطیسی آزاد در مدار ظاهر می شود. از آنجایی که سیم پیچ مدار نوسانی به صورت القایی به سیم پیچ فیدبک کوپل شده است، تغییر میدان مغناطیسی آن باعث ایجاد یک EMF متناوب در سیم پیچ فیدبک با همان فرکانس نوسانات در مدار می شود. این EMF هنگامی که بر روی بخش بیس-امیتر اعمال می شود، باعث ایجاد موجی جریان در مدار کلکتور می شود. از آنجایی که فرکانس این پالس ها برابر با فرکانس نوسانات الکترومغناطیسی در مدار است، خازن مدار را شارژ می کنند و در نتیجه دامنه نوسانات را در مدار ثابت نگه می دارند.

مشاهده تغییرات شکل اسیلوگرام بسته به فرکانس و دامنه نوسانات

پیشنهاد می کنم در مورد نوسانات الکترومغناطیسی فرکانس صوت کمی تحقیق کنید. برای این به چه چیزی نیاز داریم؟.. تولید کننده صدا و اسیلوسکوپ! اما نه ساده ها، بلکه... مجازی ها! بنابراین، شما به چند کامپیوتر دیگر برای مینی آزمایشگاه های خود نیاز دارید.

برای بررسی وابستگی شکل ارتعاش به 1) فرکانس و 2) دامنه آنها به 2 گروه تقسیم می شویم.

و از آنجایی که ما با یک تولید کننده صدا کار خواهیم کرد، لطفاً محدوده فرکانس های صوتی قابل شنیدن را به من یادآوری کنید؟.. (ترسیم فلش "محدوده فرکانس صوتی")

گروه 1 در محدوده آکوستیک (قابل شنیدن) فرکانس های صدا کار خواهد کرد.

برای گروه 2 هیچ محدودیتی در دامنه دامنه وجود ندارد.

دست به کار شو!..

نتایج مشاهدات وابستگی شکل ارتعاش به فرکانس آنها:

بچه ها، ببینید چه گالری هنری غیرمعمولی داریم! اکنون نه تنها اندام های شنوایی ما می توانند از صدا لذت ببرند، بلکه از بینایی ما نیز لذت می برند! و کلمات زیر عجیب به نظر نمی رسند: "آیا ملودی جدید را دیده اید؟ ببین چقدر زیباست!»

در مطالعه کوچک خود از یک تولید کننده صدا استفاده کردیم. ما در مورد آن چه می دانیم؟.. چه ژنراتورهای دیگری وجود دارد؟..

موضوع درس : "ژنراتور روی ترانزیستور. خود نوسانات"

طرح - خلاصه یک درس فیزیک، تهیه شده توسط النا ویکتورونا میزنیکووا، معلم فیزیک در سالن ورزشی MBOU شماره 64، کلاس یازدهم.

نوع درس: درسی در ارائه مطالب جدید

اهداف درس :

آموزشی:

مفهوم خود نوسانات را تشکیل دهید، اصل عملکرد یک مولد نوسانات پیوسته روی یک ترانزیستور را در نظر بگیرید.

به توسعه دانش در مورد پایه های فیزیکی تولید جریان متناوب ادامه دهید.

آموزشی:

برای توسعه مهارت های عملی دانش آموزان: توانایی تجزیه و تحلیل، تعمیم، برجسته کردن ایده اصلی از داستان معلم و نتیجه گیری.

توسعه توانایی به کارگیری دانش کسب شده در شرایط جدید.

مربیان:

جهان بینی دانش آموزان را در مورد تاریخچه تحقیق در مورد مشکلات نوسانات اجباری، سهم دانشمندان در توسعه نظریه خود نوسانات گسترش دهید.

مهارت های آکادمیک را در یادداشت برداری از مطالب تمرین کنید.

تجهیزات : کامپیوتر، کاربرگ برای دانش آموزان، آزمون.

تظاهرات : ارائه در مورد موضوع،کویل هاآاندوکتانس (120 ولت) از یک ترانسفورماتور جهانی و یک بانک خازن Bk-58, باتری 4.5 ولت، کیت ترانسفورماتور جهانی, اسیلوسکوپ الکترونیکی OES.

ساختار درس:

1. لحظه سازمانی، به روز رسانی دانش لازم برای تسلط بر مطالب جدید

2. برقراری ارتباط با موضوع و هدف درس، ایجاد انگیزه در فعالیت های یادگیری (از طریق ایجاد موقعیت مشکل و شناسایی تجربیات شخصی دانش آموزان در مورد موضوع درس)

3. مطالعه مواد جدید، آزمایش نمایشی.

4. بررسی درک دانش آموزان از مطالب مورد مطالعه و تثبیت اولیه آن.

5. انعکاس تکالیف.

طرح - خلاصه:

ساختار درس،

زمان صحنه

4. پایه - الکترون ها، جمع کننده و امیتر - حفره ها. 5.یکی از نواحی تریود، برای مثال سمت چپ، معمولاً صدها برابر بیشتر از مقدار ناخالصی n در ناحیه n حاوی ناخالصی نوع p است. بنابراین، جریان رو به جلو از طریق اتصال pn تقریباً منحصراً شامل سوراخ هایی است که از چپ به راست حرکت می کنند. هنگامی که در ناحیه n سه‌گانه قرار می‌گیرند، حفره‌هایی که تحت حرکت حرارتی قرار می‌گیرند به سمت اتصال n-p منتشر می‌شوند، اما تا حدی موفق به نوترکیبی با الکترون‌های آزاد می‌شوند.تاج و تخت منطقه n اما اگر n-در موردمنطقه باریک است و الکترون های آزاد زیادی در آن وجود ندارد، سپس بیشتر حفره ها به انتقال دوم می رسند و با ورود به آن، توسط میدان خود به ناحیه p سمت راست منتقل می شوند.

نتیجه گیری: می توانید از نوسانات خود استفاده کنید. موضوع و هدف درس (برای دانش آموزان) تدوین شده است.

به اصطلاحخود نوسانات - نوسانات بدون میرا حفظ شده در سیستم به دلیلدائمی یک منبع خارجی انرژی است و خود سیستم آن را کنترل می کند و از ثبات در تامین انرژی در بخش های خاص در زمان مناسب اطمینان حاصل می کند.فرکانس و دامنه خود نوسانات توسط ویژگی های خود سیستم تعیین می شود و به تأثیرات خارجی بستگی ندارد. به عنوان مثال، یک آهنربای الکتریکی در زیر یک وزنه فولادی قرار دارد که به فنر آویزان شده است. اگر جریان متناوب روشن و خاموش شود، وزنه شروع به انجام نوسانات اجباری می کند. سعی کنید توضیح دهید که در ادامه چه اتفاقی خواهد افتاد.

بنابراین، خود نوسانات رخ خواهد داد.

نوسانات بدون میرا آونگ ساعت به دلیل اثر ثابت گرانش وزن سیم پیچ. ارتعاشات سیم ویولن تحت تأثیر یک کمان متحرک یکنواخت؛ نوسان ستون هوا در لوله اندام، با تامین یکنواخت هوا در آن؛ ارتعاشات چرخشی یک چرخ دنده ساعت برنجی با محور فولادی معلق از آهنربا و پیچ خورده صدای مردم، حیوانات و پرندگان به دلیل خود نوساناتی که هنگام عبور هوا از تارهای صوتی رخ می دهد، ایجاد می شود.

سوالات دانش آموزان:

آنچه را که در سیستم های نوسانی مانند آونگ های فنر و نخ و مدار نوسانی مشترک است به خاطر بیاورید.

نمونه ای از سیستم های مکانیکی خود نوسان ساعت آونگی است که مدل آن در اسلاید نشان داده شده است. در سال 1657، فیزیکدان هلندی کریستیان هویگنس پیشنهاد کرد که از هم زمان بودن یک آونگ برای ایجاد حرکت یکنواخت عقربه بر روی ساعت استفاده شود. دستگاه پیشنهادی هویگنز تا به امروز ویژگی های اصلی خود را حفظ کرده است: آونگ، وزنه برافراشته، لنگر و چرخ دونده. توجه دانش‌آموزان را به این واقعیت جلب می‌کنم که آونگ عموماً آزادانه حرکت می‌کند و در هر دوره دو ضربه دریافت می‌کند. نوسانات به وجود می آیند و توسط خود سیستم نوسانی پشتیبانی می شوند، یعنی خود نوسان هستند..

از دانش‌آموزان خواسته می‌شود خودشان تعیین کنند که چه نوع نوساناتی در اینجا رخ می‌دهد، تا قسمت‌های اصلی این سیستم نوسانی را نام ببرند: آونگ (سیستم نوسانی)، وزنه بالا (منبع انرژی)، چرخ ضامن دار با چنگال لنگر (یک دریچه). که جریان انرژی از منبع به سیستم را تنظیم می کند).

یک مدار نوسانی متشکل از یک سلف (120 ولت) از یک ترانسفورماتور جهانی و یک باتری از خازن های Bk-58 را نشان دهید. یک باتری 4.5 ولتی به عنوان منبع انرژی استفاده می شود، یک ترانزیستور نقش یک "دریچه" را بازی می کند، یک سیم پیچ از یک ترانسفورماتور جهانی (12 ولت) به عنوان بازخورد استفاده می شود که انتهای آن به پایه و امیتر متصل می شود. ترانزیستور مدار نوسانی در مدار کلکتور گنجانده شده است. سیم پیچ حلقه و سیم پیچ بازخورد روی یک هسته مغناطیسی مشترک از همان مجموعه ترانسفورماتور جهانی قرار می گیرند. ولتاژ مدار به اسیلوسکوپ الکترونیکی OES عرضه می شود.

ظرفیت الکتریکی باتری را تغییر دهید و تغییر فرکانس نوسان ژنراتور را مشاهده کنید. با تغییر اندوکتانس سیم پیچ (به عنوان مثال، بالا بردن آهسته آن در طول مدار مغناطیسی)، همان اثر مشاهده می شود.

دامنه نوسانات به خود سیستم نیز بستگی دارد. این وابستگی را می توان با اتصال یک مقاومت متغیر به صورت سری به مدار نشان داد: دامنه نوسانات ژنراتور کاهش می یابد.

توضیح دهید که وقتی کلید بسته می شود، یک پالس جریان از منبع انرژی از ترانزیستور عبور می کند که خازن مدار را شارژ می کند. در مدار، هنگامی که خازن تخلیه می شود، نوسانات میرایی آزاد ایجاد می شود.

نقش سیم پیچ بازخورد به صورت تجربی نشان داده شده است: با تعویض سیم هایی که به سیم پیچ فیدبک می روند، مطمئن می شویم که هیچ نوسانی در مدار ژنراتور وجود ندارد. پس از بازیابی مدار قبلی، می توانید ببینید که ژنراتور دوباره کار می کند. آنها نتیجه می گیرند: جریان ضربانی در مدار کلکتور، بسته به اینکه ترانزیستور در چه لحظاتی باز می شود، جریان در مدار را افزایش یا کاهش می دهد (و ترانزیستور توسط EMF متغیری که در سیم پیچ فیدبک القا می شود باز و بسته می شود). بر این اساس، ضربان‌های جریان کلکتور یا با تغییر جریان در مدار همزمان است (و در نتیجه آن را افزایش می‌دهد)، یا خلاف آن می‌شود (و جریان را در این مدار ضعیف می‌کند (خاموش می‌کند). بنابراین، تولید نوسانات تنها با اتصال خاصی از سیم پیچ بازخورد امکان پذیر است.

با بالا بردن سیم پیچ بازخورد در امتداد مدار مغناطیسی، روی اسیلوگرام کاهش دامنه نوسان را مشاهده کنید. این با این واقعیت توضیح داده می شود که اتصال سیم پیچ با مدار ضعیف تر می شود و در نتیجه EMF القا شده در آن کاهش می یابد. اگر اتصال حتی ضعیف تر شود، نوسانات در مدار از بین می روند، زیرا با بازخورد ضعیف، انرژی وارد شده به مدار در هر دوره کمتر از انرژی از دست رفته در مدار است.

آنها نتیجه می گیرند: فرکانس نوسان ژنراتور به پارامترهای خود سیستم نوسانی بستگی دارد.

از دانش آموزان مدرسه دعوت کنید تا تحولات انرژی در سیستم خود نوسانی نشان داده شده را درک کنند: برای اینکه نوسانات در مدار میرایی نشود، باید یک منبع ولتاژ به طور دوره ای به آن متصل شود تا تلفات انرژی در این مدار را جبران کند. این با این واقعیت حاصل می شود که مدار از طریق یک سیم پیچ بازخورد به طور القایی به بخش "امیتر - پایه" جفت می شود.

جریان هوا که سرعت آن بیشتر از یک مقدار بحرانی معین است باعث ایجاد ارتعاش می شود - پرچم در باد شسته می شود. ارتعاشات برگ های گیاه تحت تأثیر جریان هوای یکنواخت؛ تشکیل جریان‌های متلاطم بر روی شکاف‌ها و تند رودخانه‌ها؛ صدای مردم، حیوانات و پرندگان به دلیل خود نوساناتی که هنگام عبور هوا از تارهای صوتی رخ می دهد، شکل می گیرد. عمل آبفشان های معمولی و غیره اصل کار تعداد زیادی از دستگاه ها و دستگاه های فنی مختلف بر اساس خود نوسانات است، از جمله: کارکرد انواع ساعت اعم از مکانیکی و الکتریکی. صدای تمام آلات موسیقی بادی و زهی؛ عملکرد انواع ژنراتورهای ارتعاشات الکتریکی و الکترومغناطیسی مورد استفاده در مهندسی برق، مهندسی رادیو و الکترونیک. عملکرد موتورهای بخار پیستونی و موتورهای احتراق داخلی برخی از سیستم‌های کنترل خودکار در حالت خود نوسانی عمل می‌کنند، زمانی که متغیر کنترل‌شده در مجاورت مقدار مورد نیاز نوسان می‌کند، گاهی اوقات از آن فراتر می‌رود، گاهی اوقات زیر آن می‌افتد، در محدوده قابل قبول برای اهداف کنترلی (به عنوان مثال، سیستم کنترل حرارتی یک یخچال خانگی).

انجام تست تایید

کدام یک از نوسانات زیر به عنوان نوسانات خود طبقه بندی می شوند؟ 1. نوسانات آونگ در یک ساعت. 2. ارتعاشات باربربهار. 3. ضربان قلب. 4. نوسانات در یک ژنراتور فرکانس بالا. 5. ارتعاشات سیم گیتار.

A. فقط 1; 4. ب. فقط 1; 3; 4. ب. فقط 1; 4.

در تصاویر 1 و 2 نمودار الکتریکی داده شده است.که در کداماز جانب آیا می توان نوسانات خود را در آنها مشاهده کرد؟

الف. شکل 1. ب. شکل 2. ج. در طرح های پیشنهادی، خود نوسانی نمی تواند رخ دهد.

الف. فقط از ظرفیت خازن. ب. از ولتاژ باتری، ظرفیت خازن و اندوکتانس سیم پیچ. ب- فقط روی ظرفیت خازن و اندوکتانس سیم پیچ.

هدف از کویل کوپلینگ چیست؟

الف. بازخورد بین مدار نوسانی و منبع جریان برقرار می کند. ب. بازخورد بین ترانزیستور و منبع جریان برقرار می کند. ب. بازخورد بین مدار نوسانی و ترانزیستور برقرار می کند.

منظور از ترانزیستور در ژنراتور فرکانس بالا چیست؟

الف- فرکانس را در مدار نوسانی تنظیم می کند. ب- تامین انرژی از منبع جریان در مدار نوسانی را تنظیم می کند. ب- انرژی تولید می کند.

کدام ورودی به درستی نسبت جریان در ترانزیستور را مشخص می کند؟

آ. من E = من ب + من به . ب. من E = من به - من ب . که در. من ب - من به + من اوه .

چه پتانسیل نسبت به امیتر باید در پایه باشد تا انرژی از منبع ولتاژ به مدار نوسانی جریان یابد؟ (صفحه خازن متصل به کلکتور دارای بار مثبت است.)

الف. منفی. ب. مثبت. ب- تامین انرژی به پتانسیل پایه بستگی ندارد.

یک سر سیم پیچ بازخورد به پایه متصل است، سر دیگر به:

الف. گردآورنده. ب- یک سیم پیچ مدار نوسانی. V. امیتر .

دامنه نوسانات حالت پایدار:

الف. فقط به شرایط اولیه بستگی دارد. ب- به پارامترهای سیستم خود نوسانی بستگی ندارد. ب- به شرایط اولیه بستگی ندارد و با پارامترهای سیستم خود نوسانی تعیین می شود.

آ. 4. B. 1. V. 2. جی. 3.

"C" - چکیده، § 36، شماره 971، 979 (Rymkevich)

آماتورهای رادیویی نیاز به دریافت سیگنال های مختلف رادیویی دارند. این امر مستلزم وجود یک ژنراتور فرکانس پایین و فرکانس بالا است. این نوع دستگاه را به دلیل ویژگی طراحی آن اغلب ژنراتور ترانزیستور می نامند.

اطلاعات تکمیلی.مولد جریان یک دستگاه خود نوسانی است که برای تولید انرژی الکتریکی در یک شبکه یا تبدیل یک نوع انرژی به دیگری با بازده معین ایجاد و استفاده می شود.

دستگاه های ترانزیستور خود نوسانی

ژنراتور ترانزیستور به چند نوع تقسیم می شود:

• با توجه به محدوده فرکانس سیگنال خروجی؛
• بر اساس نوع سیگنال تولید شده؛
• طبق الگوریتم عمل

محدوده فرکانس معمولاً به گروه های زیر تقسیم می شود:

• 30 هرتز-300 کیلوهرتز - محدوده کم، کم تعیین شده است.
• 300 کیلوهرتز-3 مگاهرتز - برد متوسط، متوسط ​​تعیین شده؛
• 3-300 مگاهرتز - برد بالا، HF تعیین شده.
• بیش از 300 مگاهرتز - برد فوق العاده بالا، مایکروویو تعیین شده.

اینگونه است که آماتورهای رادیویی محدوده ها را تقسیم می کنند. برای فرکانس های صوتی از محدوده 16 هرتز تا 22 کیلوهرتز استفاده می کنند و همچنین آن را به گروه های کم، متوسط ​​و زیاد تقسیم می کنند. این فرکانس ها در هر گیرنده صدای خانگی وجود دارد.

تقسیم بندی زیر بر اساس نوع سیگنال خروجی است:

• سینوسی - یک سیگنال به صورت سینوسی صادر می شود.
• عملکردی - سیگنال های خروجی دارای یک شکل خاص هستند، به عنوان مثال، مستطیل یا مثلث.
• مولد نویز - یک محدوده فرکانس یکنواخت در خروجی مشاهده می شود. محدوده ممکن است بسته به نیاز مصرف کننده متفاوت باشد.

تقویت کننده های ترانزیستوری در الگوریتم عملکردشان متفاوت هستند:

• RC - منطقه اصلی کاربرد - محدوده کم و فرکانس های صوتی؛
• LC - حوزه اصلی کاربرد - فرکانس های بالا.
• نوسان ساز مسدود کننده - برای تولید سیگنال های پالس با چرخه کاری بالا استفاده می شود.

تصویر روی نمودارهای الکتریکی

ابتدا، بیایید دریافت یک نوع سیگنال سینوسی را در نظر بگیریم. معروف ترین اسیلاتور مبتنی بر ترانزیستور از این نوع، نوسان ساز کولپیتس است. این یک اسیلاتور اصلی با یک اندوکتانس و دو خازن متصل به سری است. برای تولید فرکانس های مورد نیاز استفاده می شود. عناصر باقی مانده حالت عملیاتی مورد نیاز ترانزیستور را در جریان مستقیم فراهم می کنند.

اطلاعات تکمیلی.ادوین هنری کولپیتز رئیس نوآوری وسترن الکتریک در آغاز قرن گذشته بود. او پیشگام در توسعه تقویت کننده های سیگنال بود. او برای اولین بار یک تلفن رادیویی تولید کرد که امکان مکالمه در سراسر اقیانوس اطلس را فراهم می کرد.

اسیلاتور اصلی هارتلی نیز به طور گسترده ای شناخته شده است. مونتاژ آن، مانند مدار کولپیتس، بسیار ساده است، اما به یک اندوکتانس ضربه خورده نیاز دارد. در مدار هارتلی، یک خازن و دو سلف متصل به صورت سری تولید می کنند. مدار همچنین حاوی یک ظرفیت اضافی برای به دست آوردن بازخورد مثبت است.

حوزه اصلی کاربرد دستگاه های شرح داده شده در بالا فرکانس های متوسط ​​و بالا است. آنها برای به دست آوردن فرکانس های حامل و همچنین برای تولید نوسانات الکتریکی کم توان استفاده می شوند. دستگاه های دریافت کننده ایستگاه های رادیویی خانگی نیز از نوسانگر استفاده می کنند.

همه برنامه های ذکر شده دریافت ناپایدار را تحمل نمی کنند. برای انجام این کار، عنصر دیگری به مدار وارد می شود - یک تشدید کننده کوارتز از نوسانات خود. در این حالت، دقت ژنراتور فرکانس بالا تقریباً استاندارد می شود. به میلیونم درصد می رسد. در دستگاه های گیرنده گیرنده های رادیویی، کوارتز منحصراً برای تثبیت دریافت استفاده می شود.

در مورد تولید کننده های فرکانس پایین و صدا، یک مشکل بسیار جدی در اینجا وجود دارد. برای افزایش دقت تنظیم، افزایش اندوکتانس مورد نیاز است. اما افزایش اندوکتانس منجر به افزایش اندازه سیم پیچ می شود که ابعاد گیرنده را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین، یک مدار نوسانگر جایگزین Colpitts ایجاد شد - نوسانگر فرکانس پایین Pierce. هیچ اندوکتانسی در آن وجود ندارد و به جای آن از تشدید کننده خود نوسان کوارتز استفاده شده است. علاوه بر این، تشدید کننده کوارتز به شما امکان می دهد تا حد بالایی نوسانات را قطع کنید.

در چنین مداری، ظرفیت خازن از رسیدن جزء ثابت بایاس پایه ترانزیستور به تشدید کننده جلوگیری می کند. سیگنال هایی تا 20-25 مگاهرتز، از جمله صدا، می توانند در اینجا تولید شوند.

عملکرد تمام دستگاه های در نظر گرفته شده به خواص تشدید سیستم متشکل از خازن ها و اندوکتانس ها بستگی دارد. نتیجه این است که فرکانس توسط ویژگی های کارخانه خازن ها و سیم پیچ ها تعیین می شود.

مهم!ترانزیستور عنصری است که از یک نیمه هادی ساخته شده است. دارای سه خروجی است و قادر است جریان زیادی را در خروجی از یک سیگنال ورودی کوچک کنترل کند. قدرت عناصر متفاوت است. برای تقویت و سوئیچ سیگنال های الکتریکی استفاده می شود.

اطلاعات تکمیلی.ارائه اولین ترانزیستور در سال 1947 برگزار شد. مشتق آن، ترانزیستور اثر میدانی، در سال 1953 ظاهر شد. در سال 1956 جایزه نوبل فیزیک برای اختراع ترانزیستور دوقطبی اهدا شد. در دهه 80 قرن گذشته، لوله های خلاء به طور کامل از وسایل الکترونیکی رادیویی خارج شدند.

ژنراتور ترانزیستوری عملکردی

ژنراتورهای عملکردی مبتنی بر ترانزیستورهای خود نوسانی اختراع شده اند تا سیگنال های پالسی را با روشی تکرار شونده با یک شکل مشخص تولید کنند. شکل آنها توسط تابع تعیین می شود (نام کل گروه ژنراتورهای مشابه در نتیجه این ظاهر شد).

سه نوع اصلی از تکانه ها وجود دارد:

• مستطیل شکل؛
• مثلثی؛
• دندان اره ای.

مولتی ویبراتور اغلب به عنوان نمونه ای از ساده ترین تولید کننده سیگنال های مستطیلی LF ذکر می شود. ساده ترین مدار را برای مونتاژ DIY دارد. مهندسان الکترونیک رادیویی اغلب با اجرای آن شروع می کنند. ویژگی اصلی عدم وجود الزامات سختگیرانه برای رتبه بندی و شکل ترانزیستورها است. این به دلیل این واقعیت است که چرخه کار در مولتی ویبراتور توسط ظرفیت ها و مقاومت ها در مدار الکتریکی ترانزیستورها تعیین می شود. فرکانس مولتی ویبراتور از 1 هرتز تا چند ده کیلوهرتز متغیر است. سازماندهی نوسانات با فرکانس بالا در اینجا غیرممکن است.

دریافت سیگنال های دندانه اره و مثلثی با افزودن یک مدار اضافی به مدار استاندارد با پالس های مستطیلی در خروجی صورت می گیرد. بسته به ویژگی های این زنجیره اضافی، پالس های مستطیلی به پالس های مثلثی یا دندانه ای تبدیل می شوند.

مسدود کردن ژنراتور

در هسته خود، تقویت کننده ای است که بر اساس ترانزیستورهایی که در یک آبشار مرتب شده اند مونتاژ شده است. زمینه کاربرد باریک است - منبع سیگنال های پالس چشمگیر، اما گذرا در زمان (مدت زمان از هزارم تا چند ده میکروثانیه) با بازخورد مثبت القایی بزرگ. چرخه کار بیش از 10 است و می تواند به چندین ده هزار در مقادیر نسبی برسد. تیزی جدی در جلوها وجود دارد که عملاً از نظر شکل با مستطیل های منظم هندسی تفاوتی ندارد. آنها در صفحه نمایش دستگاه های پرتو کاتدی (کینسکوپ، اسیلوسکوپ) استفاده می شوند.

ژنراتورهای پالس بر اساس ترانزیستورهای اثر میدانی

تفاوت اصلی بین ترانزیستورهای اثر میدانی این است که مقاومت ورودی با مقاومت لوله های الکترونیکی قابل مقایسه است. مدارهای Colpitts و Hartley را می توان با استفاده از ترانزیستورهای اثر میدانی نیز مونتاژ کرد، فقط سیم پیچ ها و خازن ها باید با مشخصات فنی مناسب انتخاب شوند. در غیر این صورت، ژنراتورهای ترانزیستوری اثر میدانی کار نخواهند کرد.

مدارهایی که فرکانس را تنظیم می کنند تابع قوانین مشابهی هستند. برای تولید پالس‌های فرکانس بالا، دستگاه معمولی که با استفاده از ترانزیستورهای اثر میدانی مونتاژ می‌شود، مناسب‌تر است. ترانزیستور اثر میدان از اندوکتانس در مدارها عبور نمی کند، بنابراین ژنراتورهای سیگنال RF پایدارتر عمل می کنند.

احیا کننده ها

مدار LC ژنراتور را می توان با افزودن یک مقاومت فعال و منفی جایگزین کرد. این یک راه احیا کننده برای به دست آوردن یک تقویت کننده است. این مدار بازخورد مثبتی دارد. با تشکر از این، تلفات در مدار نوسانی جبران می شود. مدار توصیف شده بازسازی شده نامیده می شود.

مولد نویز

تفاوت اصلی ویژگی های یکنواخت فرکانس های پایین و بالا در محدوده مورد نیاز است. این بدان معنی است که پاسخ دامنه همه فرکانس ها در این محدوده متفاوت نخواهد بود. آنها عمدتاً در تجهیزات اندازه گیری و در صنایع نظامی (به ویژه هواپیما و موشک) استفاده می شوند. علاوه بر این، صدای به اصطلاح "خاکستری" برای درک صدا توسط گوش انسان استفاده می شود.

تولید کننده صدای ساده DIY

بیایید ساده ترین مثال را در نظر بگیریم - میمون زوزه کش. شما فقط به چهار عنصر نیاز دارید: یک خازن فیلم، 2 ترانزیستور دوقطبی و یک مقاومت برای تنظیم. بار یک ساطع کننده الکترومغناطیسی خواهد بود. یک باتری ساده 9 ولتی برای تغذیه دستگاه کافی است. عملکرد مدار ساده است: مقاومت بایاس را روی پایه ترانزیستور تنظیم می کند. بازخورد از طریق خازن رخ می دهد. مقاومت تنظیم فرکانس را تغییر می دهد. بار باید مقاومت بالایی داشته باشد.

با وجود انواع مختلف، اندازه ها و طرح های عناصر در نظر گرفته شده، هنوز ترانزیستورهای قدرتمند برای فرکانس های فوق العاده بالا اختراع نشده اند. بنابراین، ژنراتورهای مبتنی بر ترانزیستورهای خود نوسانی عمدتاً برای محدوده فرکانس پایین و بالا استفاده می شوند.

ویدئو

خود نوسانات. ژنراتور نوسان پیوسته (ترانزیستور)

نوسانات الکترومغناطیسی آزاد در یک مدار نوسانی واقعی همیشه میرا می شوند. برای اینکه آنها میرا نشوند، لازم است دستگاهی ایجاد شود که تلفات انرژی را در طول هر نوسان کامل در مدار جبران کند. به اصطلاح خود نوسانات- نوسانات بدون میرا حفظ شده در سیستم به دلیل دائمییک منبع خارجی انرژی است و خود سیستم آن را کنترل می کند و از ثبات در تامین انرژی در بخش های خاص در زمان مناسب اطمینان حاصل می کند.

هر سیستم خود نوسانی از چهار بخش زیر تشکیل شده است (شکل 1): 1) سیستم نوسانی. 2) منبع انرژی که از طریق آن تلفات جبران می شود. 3) شیر - عنصری است که جریان انرژی را به سیستم نوسانی در بخش های خاصی در لحظه مناسب تنظیم می کند. 4) بازخورد - کنترل عملکرد شیر به دلیل فرآیندهای موجود در خود سیستم نوسانی.

ژنراتور ترانزیستوری نمونه ای از یک سیستم خود نوسانی است. شکل 2 یک نمودار ساده از چنین ژنراتوری را نشان می دهد که در آن یک ترانزیستور نقش "شیر" را بازی می کند. مدار نوسانی به صورت سری با ترانزیستور به منبع جریان متصل می شود. اتصال امیتر ترانزیستور از طریق سیم پیچ L SV به صورت القایی به مدار نوسانی کوپل شده است. به این سیم پیچ فیدبک کویل می گویند.

1. یک منبع انرژی که نوسانات بدون میرایی را حفظ می کند (در یک ژنراتور ترانزیستوری این منبع ولتاژ ثابت است).
2. سیستم نوسانی بخشی از یک سیستم خود نوسانی است که در آن نوسانات به طور مستقیم رخ می دهد (در یک ژنراتور مبتنی بر ترانزیستور این یک مدار نوسانی است).
3. وسیله ای که تامین انرژی از منبع به سیستم نوسانی را تنظیم می کند یک شیر است (در ژنراتور مورد نظر نقش شیر توسط ترانزیستور انجام می شود).
4. دستگاهی که با کمک آن سیستم نوسانی شیر را کنترل می کند (در ژنراتور ترانزیستور یک جفت القایی سیم پیچ مدار با سیم پیچ در مدار امیتر-پایه وجود دارد) بازخورد ارائه می دهد.

یک ژنراتور ترانزیستوری نوسانات مداوم فرکانس های مختلف را ایجاد می کند. بدون چنین سیستم هایی نه ارتباطات رادیویی مدرن، نه تلویزیون و نه کامپیوتر وجود خواهد داشت.

ژنراتور ترانزیستوری. خود نوسانات. L St. L E B دانش آموز 11 یک کلاس MBOU دبیرستان شماره 64 Kartashova Yana را گذراند

سیستم خود نوسانی یک سیستم نوسانی است که به دلیل عملکرد یک منبع انرژی که خاصیت نوسانی ندارد، نوسانات بدون میرا انجام می دهد. به عنوان مثال: ساعت، موتور احتراق داخلی، سازهای بادی.

بازخورد در یک ژنراتور خود نوسانی باید دو شرط را برآورده کند: 1. انرژی از منبع باید در زمان نوسانات در مدار جریان یابد. 2. انرژی حاصل از منبع باید برابر با تلفات آن در مدار باشد. L St. L E B K

سیستم نوسانی شامل: منبع انرژی باتری سلول های گالوانیکی شیر ترانزیستور سیستم نوسانی مدار نوسانی بازخورد القایی - از طریق سیم پیچ

نوسانات در مدار با فرکانس بالا رخ می دهد. خازن فقط در مواقعی که قطبیت آن با قطبیت منبع منطبق است، تلفات انرژی را دوباره پر می کند. در آن لحظاتی که قطب ها مخالف هستند، از طریق منبع تخلیه می شود. L C _ + + _ _ +

بدیهی است که یک پیش نیاز برای به دست آوردن نوسانات بدون میرا در مدار، پر کردن تلفات انرژی دقیقاً در لحظاتی است که قطبیت خازن و منبع منطبق است و در مواقع دیگر خازن را از منبع جدا می کند. به عنوان وسیله ای که قادر به انجام چنین عملکردی است، می توان از ترانزیستوری استفاده کرد که از طریق آن خازن مدار نوسانی به منبع جریان متصل می شود. آیا یک دستگاه پرسرعت است تا زمانی که سیگنالی به پایه اعمال شود - هیچ جریانی از ترانزیستور عبور نمی کند ، هنگام اعمال سیگنال ، خازن از منبع جدا می شود - جریان از ترانزیستور عبور می کند و خازن از منبع شارژ می شود؟

به عنوان وسیله ای که قادر به "دادن سیگنال" در لحظه مناسب است، از یک سیم پیچ بازخورد استفاده می شود که یک سر آن به پایه و دیگری به امیتر (اتصال القایی) L St. L E B K ما سیستمی را به دست آورده‌ایم که در آن می‌توان با پر کردن تلفات انرژی از منبعی در خود سیستم، نوسانات بدون میرا تولید کرد.

فرآیند در یک سیستم خود نوسانی: پس از شارژ شدن خازن، صفحه بالایی آن به طور مثبت شارژ می شود، ورق پایینی شارژ منفی می شود. جریان به تدریج در سه ماهه اول دوره افزایش می یابد، سپس کاهش می یابد و یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می کند که در پیچ های سیم پیچ L نفوذ می کند. در سیم پیچ L St، که به صورت القایی به سیم پیچ مدار متصل است، یک میدان مغناطیسی با همان جهت ظاهر می شود و یک جریان القایی ظاهر می شود که از امیتر به پایه هدایت می شود. ترانزیستور جریانی را به خازن منتقل می کند که در این زمان جریان القایی دیگری در جهت منطبق بر خازن جریان می یابد. تمام تلفات انرژی دوباره پر می شود ، علائم بارهای صفحه به سمت مخالف L St تغییر می کند. L E B - I K + -

جریان از طریق خازن در حال حاضر در جهت مخالف جریان می یابد، در ربع اول افزایش می یابد و در ربع دوم کاهش می یابد. یک جریان القایی در سیم پیچ فیدبک ظاهر می شود که از پایه به امیتر هدایت می شود، در نتیجه پتانسیل پایه بالاتر است و جریان به خازن جریان نمی یابد. فقط یک جریان القایی در خازن جریان می یابد که در جهت با جریان در ابتدای نیم چرخه منطبق است. خازن شارژ می شود، علائم صفحات معکوس می شود. L St. L E B + - + - + -