電子發電機

發電機是將直流電源的能量轉換為具有所需頻率和功率的各種形式的交流電能量（電磁振盪）的電子設備。

用於無線電廣播、醫學、雷達的電子發生器是模數轉換器、微處理器系統等的一部分。

如果沒有決定其運行速度的內部或外部發電機，任何電子系統都是不完整的。發電機的基本要求——振動頻率的穩定性以及從中去除信號以供進一步使用的能力。

電子發電機的分類：

1）按輸出信號形式分：

——正弦信號；

——矩形信號（多諧振盪器）；

— 線性變化的電壓信號 (CLAY) 或者它們也被稱為鋸齒波電壓發生器；

— 特殊形狀信號。

2）從產生的振盪頻率（有條件地）：

— 低頻（最高 100 kHz）；

— 高頻（100 kHz 以上）。

3）按勵磁法：

— 具有獨立（外部）激勵；

— 自勵（自動發電機）。

自激發電機——不受外界影響，將能源的能量轉化為連續振動的自激發電機，例如振動電路。

圖 1 — 發生器框圖

電子發生器電路（圖 1）是根據與放大器相同的方案構建的，只是發生器沒有輸入信號源，它被正反饋信號 (PIC) 代替。我們提醒您，反饋是將部分輸出信號傳輸到輸入電路。所需的波形由反饋迴路結構提供。為了設置振盪頻率，OS 電路建立在 LC 或 RC 電路上（頻率決定了電容器的充電時間）。

PIC 電路中生成的信號被施加到放大器的輸入端，放大 K 倍並發送到輸出端。在這種情況下，來自輸出的部分信號通過 PIC 電路返回到輸入，在那裡它被衰減 K 倍，這將允許保持發生器輸出信號的恆定幅度。

具有獨立外部激勵的振盪器（選擇放大器）是具有相應部分範圍的功率放大器，其輸入是來自振盪器的電信號。這些。只放大某個頻段。

RC發電機

為了創建低頻發生器，通常使用運算放大器，例如 PIC 電路，安裝 RC 電路以提供給定頻率 f0 的正弦振盪。

RC 電路是頻率濾波器——在特定頻率範圍內傳遞信號並且不會傳遞到錯誤範圍內的設備。在這種情況下，通過反饋迴路，放大器被反饋到放大器的輸入端，這意味著只有某個頻率或頻帶被放大。

圖 2 顯示了頻率濾波器的主要類型及其頻率響應 (AFC)。頻率響應顯示作為頻率函數的濾波器帶寬。

圖 2——頻率濾波器的類型及其頻率響應

過濾器類型：

——低通濾波器（LPF）；

——高通濾波器（HPF）；

——帶通濾波器（BPF）；

— 阻塞頻率濾波器 (FSF)。

濾波器的特徵在於截止頻率 fc，高於或低於該頻率信號會急劇衰減。通帶和抑制濾波器的特徵還在於 IFP（RFP 非通）帶寬。

圖 3 顯示了正弦波發生器的示意圖。使用電阻器 R1、R2 的 OOS 電路設置所需的增益。在這種情況下，PIC 電路是一個帶通濾波器。諧振頻率 f0 由以下公式確定：f0 = 1 / (2πRC)

為了穩定所產生振蕩的頻率，石英諧振器被用作頻率調諧電路。石英諧振器是安裝在石英支架中的薄礦物板。如您所知，石英具有 壓電效應，這使得它可以用作等效於電振盪電路並具有諧振特性的系統。石英板的諧振頻率範圍從幾千赫茲到幾千兆赫茲，頻率不穩定性通常在 10-8 或更低的數量級。

圖 3 —​​ RC 正弦波發生器圖

多諧振盪器是電子發電機 方波信號.

在大多數情況下，多諧振盪器執行主振盪器的功能，為脈衝或數字動作系統中的後續節點和塊生成觸發輸入脈衝。

圖 4 顯示了基於 IOU 的對稱多諧振盪器的示意圖。對稱——矩形脈衝的脈衝時間等於暫停時間 tpause = tpause。

IOU 由正反饋覆蓋——電路 R1、R2 在所有頻率下作用相同。非偏轉輸入端的電壓是恆定的，取決於電阻器 R1、R2 的阻值。多諧振盪器的輸入電壓是通過 RC 電路使用 OOS 生成的。

圖 4 — 對稱多諧振盪器示意圖

輸出電壓電平從 + Usat 變為 -Us，反之亦然。

如果輸出電壓 Uout = + Usat，則電容器被充電並且作用在反相輸入端的電壓 Uc 呈指數增加（圖 5）。

等式Un = Uc時，輸出電壓Uout = -Us會發生急劇變化，導致電容過充。當達到-Un = -Uc 相等時，Uout 的狀態又會發生變化。重複該過程。

圖 5——多諧振盪器運行的時序圖

改變 RC 電路的時間常數會導致變化 電容器充放電時間，因此多諧振盪器的振盪頻率。此外，頻率取決於 PIC 參數並由以下公式確定：f = 1 / T = 1 / 2t and = 1 / [2 ln (1 + 2 R1 / R2)]

如果需要獲得 t 和 ≠ tp 的不對稱矩形振盪，則使用不對稱多諧振盪器，其中電容器在具有不同時間常數的不同電路中充電。

單個振動器（等待多諧振盪器）設計用於在輸入端暴露於短觸發脈衝時形成所需持續時間的矩形電壓脈衝。單諧振盪器通常稱為電子延時繼電器。

技術文獻還有更多內容。單次的名稱是等待多諧振盪器。

單諧振盪器有一個長期穩定狀態，即在施加觸發脈沖之前處於平衡狀態。第二種可能的狀態是暫時穩定。單諧振盪器在觸發脈衝的作用下進入該狀態，並能在有限的時間tv內處於該狀態，之後自動恢復到初始狀態。

對單發器件的主要要求是輸出脈衝持續時間的穩定性及其初始狀態的穩定性。

線性電壓發生器 (CLAY) 形成線性變化的周期信號（鋸齒脈衝）。

鋸齒脈衝的特徵在於工作衝程的持續時間 tp、返回衝程的持續時間 to 和振幅 Um（圖 6，b）。

為了建立電壓對時間的線性依賴性，最常使用的是電容器以恆定電流充電（或放電）。 CLAY最簡單的方案如圖6，a所示。

當晶體管VT閉合時，電容C2由電源Up通過電阻R2充電。在這種情況下，電容器中的電壓以及輸出端的電壓線性增加。當正脈衝到達基極時，晶體管打開，電容器通過其低電阻快速放電，從而使輸出電壓快速降低至零，反之亦然。

CLAY 用於 CRT 中的光束掃描設備、模數轉換器 (ADC) 和其他轉換設備。

圖 6 — a) 形成線性變化電壓的最簡單方案 b) trion 脈衝的時間圖。