Автогенераторы. АВТОГЕНЕРАТОРЫ полная лекция. Условия самовозбуждения автогенераторов
 Скачать 0.59 Mb.
|
|
Рис. 19. Схема щуп-генератора на диоде с лямбда-характеристикой (в) Плата с источником питания установлена внутри корпуса длиной 75 мм и внутренним диаметром 18 мм. Под плату в боковых стенках корпуса (он из двух половин) пропилены пазы. На торце корпуса укреплена розетка XS1, рядом с которой через отверстие выведен гибкий проводник (можно металлическую оплетку экранированного провода), подпаянный к корпусу розетки. На другом конце проводника припаян зажим типа «крокодил». Общий вид генератора показан на рис. 19, г. Резистор R1 переходника и перемычка между контактами вилки смонтированы внутри ее корпуса. Иглу можно изготовить из толстой стальной проволоки или выточить из гвоздя.  Рис. 19. Схема щуп-генератора на диоде с лямбда-характеристикой (г) Если нет возможности смонтировать генератор малогабаритным, то можно плату, корпус и все остальные узлы генератора выполнить по собственной конструкции, а в качестве источника питания можно взять два элемента с э.д.с. по 1,5 В. Налаживание генератора сводится к установке требуемых частот подбором числа витков катушек индуктивности и конденсаторов контуров. В качестве измерительного прибора можно использовать осциллограф. Лучше всего эту операцию делать на макетной плате до установки деталей на плату генератора. Кроме того, подбирают резистор R1 с таким сопротивлением, чтобы генератор устойчиво работал при изменении напряжения питания от 3 до 1,8 В. Если осциллографа нет, то проверку и градуировку генератора можно осуществить с помощью радиовещательного приемника. 7.6. LC-генератор на логической микросхеме Простой генератор синусоидальных колебаний можно собрать на логической микросхеме K155ЛA3 (рис. 22).  Рис. 22. Схема генератора синусоидальных колебаний на микросхеме K155ЛA3 Принципиальная схема одного из вариантов такого генератора приведена на рисунке. Без колебательного контура L1C3 — это обычный мультивибратор. Логические элементы DD1.1 и DD1.2 работают в режиме линейного усиления сигнала. Этот режим устанавливается подбором резисторов R1 и R2 (в пределах 0,2…1 кОм). Для повышения стабильности генерируемой частоты вместо конденсатора С2 можно подключить кварцевый резонатор. Генератор работает в диапазоне частот 5,5…10 МГц. Амплитуда сигнала на выходе достигает нескольких вольт. Контурная катушка L1 содержит 16 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,3 мм с отводом от середины. Каркасом служит резистор МЛТ-1 2 МОм. 7.7. Дистанционное прослушивание магнитофона Многим читателям хотелось бы прослушивать магнитные записи, не мешая окружающим. Вашему вниманию предлагается описание очень простого устройства, которое позволяет слушать магнитные записи, находясь на расстоянии до 30 м от магнитофона, т. е. в любом месте квартиры или во дворе частного дома. Устройство состоит из передатчика и приемника, работающих в диапазоне 27,12 МГц. Приемник питается от батареи «Крона», а передатчик — от источника питания магнитофона, хотя и для него можно использовать автономный источник питания. Принципиальная схема передатчика приведена на рис. 23.  Рис. 23. Схема передатчика устройства для прослушивания фонограмм Он состоит из генератора ВЧ, собранного на транзисторе, и однокаскадного усилителя 3Ч на транзисторе VT2. На вход последнего поступает сигнал с линейного выхода усилителя воспроизведения магнитофона. Этот сигнал модулирует амплитуду сигнала несущей частоты генератора передатчика (27,12 МГц), которая излучается антенной WA1. Приемник (рис. 24) включает в себя сверхрегенеративный детектор на транзисторе VT1 и однокаскадный усилитель 3Ч на транзисторе VT2. Входной контур приемника настроен на частоту передатчика 27,12 МГц. Принятый антенной приемника сигнал детектируется, усиливается усилителем 3Ч и воспроизводится телефоном.  Рис. 24. Схема приёмника устройства для прослушивания фонограмм Передатчик размещен в футляре магнитофонной кассеты, размеры корпуса приемника несколько больше. В обеих конструкциях использованы постоянные резисторы МЛТ-0,125, подстросчный резистор приемника R2 — СПЗ-1. Конденсаторы передатчика С1-С3 — К10-7В, оксидный конденсатор С4 — К50-6 (можно К50-3 и К50-12). В приемнике конденсаторы С1—С4, С7 — КТ, С6 — КЛС, оксидные конденсаторы С5, С8 — такие же, как в передатчике. Вместо транзисторов П416А, П416Б можно использовать П403, П422 со статическим коэффициентом передачи тока базы не менее 75 для приемника и не менее 60 — для передатчика. Транзистор МП42Б можно заменить любым из серий МП39, МП40 и МП41. Катушки L1 и в передатчике, и в приемнике намотаны на полистироловых каркасах диаметром 7 мм. Они имеют подстроечники из феррита 600НН диаметром 2,8 и длиной 12 мм. Обмотки катушек содержат по 8,5 витков провода ПЭВ-2 0,15, намотанных виток к витку у основания каркаса. Дроссели L2 намотаны на корпусах резисторов МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 500 кОм. Обмотка дросселя передатчика должна содержать 80…85 витков провода ПЭ8-2 0,12, а обмотка дросселя приемника 30 витков того же провода. Выключатели SA1 — любые малогабаритные. В качестве приемной и передающей антенн использован стальной упругий провод длиной 200 мм. Телефон — ТОН-1 или ТОН-2. Перед настройкой аппаратуры необходимо прежде всего проверить работоспособность усилителя 34 и генератора ВЧ-передатчика. Затем в приемнике подстроечным резистором R2 установить на эмиттере транзистора VT2 напряжение 6 В относительно общего провода и измерить потребляемый от батареи ток. Он должен быть в пределах 12…15 мА. Отклонение величины тока как в меньшую, так и в большую сторону говорит об ошибке в монтаже или неисправности какой-либо детали. Теперь приступают непосредственно к настройке. Для этого подключают вход усилителя 3Ч передатчика к выходу усилителя воспроизведения магнитофона. Затем ставят на магнитофон какую-либо кассету и включают магнитофон и передатчик. В последнюю очередь включают приемник и с помощью подстроечников катушек L1 передатчика и приемника настраивают их колебательные контуры на одинаковую частоту, добиваясь наиболее громкого звука в телефонах. Во время настройки приемник должен находиться на расстоянии 5 м от передатчика. После регулировок подстроечники катушек укрепить парафином. 7.8. Пробник для проверки кварцевых резонаторов Часто необходимо оперативно проверить работоспособность кварца и хотя бы приблизительно определить его резонансную частоту. Это бывает нужно при покупке кварцев на рынке с рук, при ремонте или конструировании аппаратуры, где используются старые кварцы. Пробник собран на одной микросхеме типа K155ЛA3 (рис. 25), он имеет контрольный выход на частотомер или к антенне приемника для точного определения частоты кварца и светодиод, который указывает на наличие генерации кварца. С помощью переключателя SA1 и конденсаторов С2—С5 можно грубо определить диапазон частот, где «генерит» кварц.  Рис. 25. Схема пробника для проверки кварцевых резонаторов Работает пробник следующим образом. При подключении кварцевого резонатора генератор на D1.1 DD1.2 возбуждается. При этом светодиод HL1 светится. По силе его свечения можно грубо определить диапазон генерации кварца и активность кварцевой пластины (конечно, при некотором опыте работы с прибором). Чем ниже частота генерации и чем активнее кварц, тем ярче будет светиться светодиод. Затем с помощью переключателя SA1 параллельно светодиоду подключаются шунтирующие емкости С2—С5. Емкость С2 «гасит» светодиод, когда генератор работает на частоте выше 14 МГц. Если на кварце указана другая частота, а в положении «1» светодиод не светится, значит, кварц не возбуждается, а генератор работает только за счет паразитной емкости кварца. Такой кварц неисправен. В положении «2» переключателя SA1 светодиод гаснет, если частота генерации выше 7 МГц. В положении «3» переключателя SA1 максимальная частота индикации — 2 МГц, а в положении «4» — 500 кГц. Емкости С2—С5 могyт немного отличаться от приведенных здесь номиналов из-за того, что различные типы конденсаторов имеют различное индуктивное сопротивление. Пробник хорошо «генерит» с кварцами от 100 кГц до 18 МГц. Ниже 100 кГц «генерят» лишь отдельные экземпляры очень активных кварцев. Выше 18 МГц все кварцы гармониковые, поэтому их частоты генерации следует искать на частотах в 3-5-7 раз ниже, чем указано на корпусе кварца. Пробник может уверенно работать в диапазоне напряжений от 3,5 до 6 вольт, а реально, при снижении границ диапазонов генерации до 300 кГц и 12 МГц — ив диапазоне напряжений 3–6,5 В, что вполне позволяет пользоваться им при автономным питании длительное время. Конструкция прибора может быть любой, важно лишь обеспечить минимальную длину выводов блокировочных конденсаторов С2—С5. Прибор может быть выполнен в корпусе, спаянном из фольгированного стеклотекстолита размером 120х50х65 мм. В этом же корпусе можно поместить и питание — элемент ЦНК-0,45. Для подключения кварцев можно использовать монтажные стойки, размещенные на расстоянии 10 мм друг от друга. К ним можно подключить кварц в корпусе Б, а также кварцы старых типов — начиная от карболитовых корпусов от РСИУ и кончая американскими военными кварцами из аппаратуры, поставленной по ленд-лизу. Для подключения кварцев иных типов можно использовать зажим «крокодил». 7.9. Полезные советы 1. При намотке катушки индуктивности проводом в эмалевой изоляции необходимо учитывать, что загрязненность рук может значительно снизить добротность катушки, поэтому проводить намотку следует через лоскут хлопчатобумажной ткани. Еще лучше производить намотку в тонких хлопчатобумажных перчатках. 2. Чтобы предупредить образование «барашков» на проводе при намотке катушек, нужно перед намоткой надеть на провод полихлорвиниловую трубку диаметром 45 и длиной 100…150 мм. Под тяжестью трубки обмоточный провод натягивается, что не дает ему скручиваться и в то же время не мешает намотке. 3. Для фиксации карбонильных сердечников в катушке можно использовать полоску из полиэтиленовой пленки подходящей толщины, опустив ее в каркас перед ввинчиванием сердечника. Пленка заполнит зазор в резьбе и не позволит сердечнику самопроизвольно перемещаться. 8. ЗАДАЧИ 1. В схеме усилителя с коэффициентом усиления К = 110 имеется цепь положительной обратной связи с коэффициентом передачи b = 0,01. Возникнут ли в схеме незатухающие колебания? 2. Определить минимальный коэффициент усиления усилителя с положительной обратной связью b = 0,02, при котором схема усилителя самовозбуждается. 3. Как настраивается контур LC-автогенератора при включении кварцевого резонатора между затвором и истоком транзистора (рис. 26, а)?  Рис. 26. Генераторы синусоидальных колебаний с кварцевой стабилизацией частоты 4. Как настраивается контур LC-автогенератора при включении кварцевого резонатора между коллектором и базой (рис. 26, б) 5. В схеме генератора (рис. 27) произошло короткое замыкание: а) резистора Rк; б)резистора Rэ1. В каком случае схема сохраняет свою работоспособность?  Рис. 27. Схема RC — генератора 6. Принцип действия автоколебательного мультивибратора на операционном усилителе (рис. 28, а) состоит в следующем. При подаче питающих напряжений на операционный усилитель в начальный момент времени инвертирующий вход 1 заземлен (U1 = 0), а на неинвертирующем входе 2 U2 = UmaxR2/(R1 + R2), так как в схеме действует положительная обратная связь, переводящая ОУ в режим насыщения, когда напряжение на выходе постоянно и равно максимальному значению Uвых. max = Uнac. Конденсатор заряжается с постоянной времени t = RC, и напряжение на нем изменяется, стремясь к значению +Uнac. При Uc = UR2 выходное напряжение скачком изменяется, достигая своего отрицательного предела — Uнac;. Напряжение UR2 становится отрицательным и удерживает устройство в состоянии насыщения, когда Uвых = —Uнac. Конденсатор С перезаряжается, а напряжение на нем стремится к значению — Uнa. При Uc = UR2 снова происходит изменение выходного напряжения до положительного предела. Покажите с помощью временных диаграмм (рис. 28, б), что частота мультивибратора увеличивается, если: а) уменьшить глубину положительной обратной связи (увеличить сопротивление резистора R1); б) уменьшить постоянную времени заряда конденсатора. 7. В схеме (рис. 28) случайно «закоротили» резистор R2. Потеряет ли схема работоспособность?  Рис. 28. Схема автоколебательного мультивибратора на операционном усилителе |