GENERATORY:
układ elektroniczny wytwarzający (generujący) sygnał elektryczny o wartości zmieniającej się w czasie (sygnał zmienny)
jedynym źródłem energii dla sygnału wyjściowego jest jego źródło zasilania
Podstawowe parametry :
częstotliwość i stabilność częstotliwości w czasie
amplituda sygnału i jej stabilność
dla sygnału sinusoidalnego:
zniekształcenia przebiegu harmonicznego
dla sygnału prostokątnego (multiwibratory)
nachylenie zboczy generowanych impulsów (określone czasem ich narastania i opadania)
czas trwania impulsów
Podstawowe rozwiązania układowe generatorów:
wykorzystanie zjawiska niestabilności wzmacniacza z dodatnim sprzężeniem zwrotnym
wykorzystanie elementów z ujemną rezystancją (tranzystor jednozłączowy, dioda tunelowa)
wykorzystanie zjawiska cyklicznego ładowania i rozładowania kondensatora
Generatory z dodatnią pętlą sprzężenia zwrotnego:
Muszą być spełnione następujące warunki:
warunek fazy, czyli zgodności faz sygnałów na wejściu i wyjściu
warunek amplitudy, tzn, takiej wartości współczynnika β, że
Aβ=1
w celu zapewnienia częstotliwości dla której jest spełniony warunek fazy stosowane sąw pętli sprzężenia zwrotnego obwody rezonansowe LC, przesuwniki fazy, filtry RC i rezonatory kwarcowe
Generatory LC - częstotliwość większa od kilkudziesięciu kHza wartość L (duże wymiary cewek, duża dobroć)
Generator Colpittsa
generator z dzieloną pojemnością:
Generator Harleya
generator z dzieloną indukcyjnością:
Generator Meissnera
ze sprzężeniem transformatorowym:
Generator Harleya:
w układzie WE
Kondensator C2 blokuje przepływ składowej stałej przez obwód rezonansowy
Dławik Wysokiej częstotliwości przepuszcza składową stałą prądu, lecz blokuje przedostawanie się sygnału zmiennego z wyjścia generatora do obwodu zasilania
(zwieranie sygnału przez zasilanie)
Generator Harleya: w układzie WB
Generator Colpittsa w układzie WE:
Generator Colpittsa w układzie WB:
Generator Meissnera:
Kondensator C o zmiennej pojemności umożliwia przestrajanie obwodu rezonansowego
Generatory kwarcowe:
Rezonator kwarcowy:
podzespół piezoelektryczny, którego główną częścią jest tzw. wibrator piezoelektryczny, czyli wycięta i zaopatrzona w elektrody płytka z kryształu kwarcu (SiO2) zdolna do drgań
Symbol graficzny:
Schemat zastępczy:
R, C i L - są odpowiednikami parametrów mechanicznych (tłumienia, masy i sprężystości
C0 - pojemność pomiędzy elektrodami rezonatora
Zasada działania
wykorzystanie zjawiska piezoelektrycznego, polegającego na pojawieniu się napięcia pod wpływem odkształcenia mechanicznego (oraz odkształcenia mechanicznego pod wpływem napięcia)
pobudzenie napięciem przemiennym prowadzi do powstania drgań mechanicznych
- gdy częstotliwość pobudzeń jest równa częstotliwości rezonansowej mechanicznej - amplituda drgań jest największa
Parametry:
częstotliwość rezonansu szeregowego (związana bezpośrednio z rezonansem mechanicznym:
częstotliwość rezonansu równoległego:
dobroć rezonatora
współczynnik pojemnościowy rezonatora:
współczynnik jakości rezonatora:
Generator kwarcowy w układzie Pierce'a:
Generator wytwarza napięcie o częstotliwości rezonansu równoległego
Dzięki dużej dobroci uzyskuje się dużą stabilność częstotliwości generowanego przebiegu
Generator kwarcowy z rezonatorem pracującym w rezonansie szeregowym:
Generatory z ujemną rezystancją
- wykorzystuje się drgania własne obwodu rezonansowego LC
rezystancja strat jest kompensowana ujemną rezystancją elementu aktywnego (np., diody tunelowej)
gdy wartość rezystancji ujemnej spełnia warunek:
w układzie powstają drgania niegasnące o pulsacji: