Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Краткие теоретические сведения. Генераторы предназначены для формирования импульсных последова­тельностей сигналов прямоугольной формы



Генераторы предназначены для формирования импульсных последова­тельностей сигналов прямоугольной формы, используемых в системах
автома­тики, телемеханики и связи. Основными характеристиками генераторов явля­ются частота и скважность вырабатываемых ими импульсов. Частота генера­тора определяется количеством импульсов, вырабатываемых им за 1 с, а скважность q – отношением длительности периода Т импульсной последова­тель­ности к длительности импульса τ:

. (6)

Необходимые значения параметров, входящих в формулу (6), задаются путем подбора харак­теристик компонентов, включаемых в схемы генераторов.

Принцип действия однорелейного генератора (рис. 4.1) основан на раз­мыкании цепи питания обмотки реле Р1 тыловым контактом p1 этого же реле. Частота генерации зависит от временных параметров самого реле и от компо­нентов схемы, которые влияют на эти параметры. Для увеличения длитель­ности периода параллельно обмотке реле подключают электролитический кон­денсатор большой емкости.

 

Рис. 4.1. Схема исследования генератора на одном реле

Изменение напряжения при коммутации емкости описывается при помощи динамических уравнений для про­стых цепей [5, с. 22], для рассматриваемого случая решением этих уравнений будет напряжение:

(7)

(8)

где – изменение напряжения на обмотке реле при включе­нии питания (рис. 4.2);

– изменение напряжения на обмотке реле при выключении питания (рис. 4.3);

Е – напряжение источника электропитания обмотки реле;

С – емкость электролитического конденсатора;

Rз, Rр – заряжающее, разряжающее сопротивление.

а б

Рис. 4.2. Зависимость напряжения на обмотке реле от времени:

при включении (а) и выключении (б) питания

В схеме генератора на одном реле значение напряжения на его обмотке будет коле­баться между значениями напряжения трогания при срабатывании и напряжения срабатывания при отпускании. Размах амплитуды зависит от скорости зарядки емкости конденса­тора и быстродействия реле. При значительной емкости и хорошем быстродействии реле механические процессы будут протекать плавно (рис. 4.3) и замыкания фронтового контакта не будет, следовательно, не будет полноценной работы релейного генератора.

Нормальная работа генератора возможна только при полном подъеме якоря реле, при этом замыкаются контакты 11, 12 и подаются импульсы напря­жения на контролирующий светодиод VD1. Длительность и частота импульсов определяются значениями компонентов схемы и параметрами реле.



 

 

Рис. 4.3. Зависимость напряжения на обмотке реле от времени при генерации

 

Самым ненадежным компонентом в схеме генератора на одном реле является электролитический конденсатор. Со временем, даже если генератор не работает, электролит высыхает и конденсатор теряет часть своей емкости, что отрицательно сказывается на стабильности временных параметров.

Исключить конденсаторы из схемы генератора и при этом сохранить низкую частоту генерации можно, включив реле по цепочечной схеме, т. е. первое реле включает второе, второе – включает третье и выключает первое, третье – включает четвертое и так далее, последнее – включает первое. Таким образом, общий период генерации будет равен сумме задержек всех реле. Схема построения генератора по такому принципу приведена на рис. 4.4.

При замыкании контактов П2 (см. рис. 4.4) на обмотку реле Р2 подается напряжение и реле срабатывает. Контактами 11, 12 реле Р2 включает реле Р3, которое, размыкая контакты 21, 23, выключает реле Р2. Размыкая контакты 11, 12, реле Р2 выключает питание реле Р3, которое, обесточившись, снова включает реле Р2 и т. д. Вре­менная диаграмма работы двухрелейного генератора представлена на рис. 4.5.

Основные преимущества релейных генераторов – простота схем и высокая нагрузочная способность, недостатки – наличие подвижных механических частей, медленное действие и нестабильность параметров работы.

 

Рис. 4.4. Схема исследования генератора на двух реле

 

Рис. 4.5. Временная диаграмма работы двухрелейного генератора

В современных системах автоматики, телемеханики и связи применяются генераторы, выполненные на интегральных микросхемах.

Схема генератора, представленная на рис. 4.6, является простейшей и приме­ня­ет­ся в тех случаях, когда не требуется высокой стабильности частоты выра­баты­ваемых импульсов, которая регулируется с помощью изменения значений емкости С1 и сопротивления R2.



В схеме (см. рис. 4.6) введение инверторов в линейный режим работы по постоянному току обеспечивается цепью отрицательной обратной связи с выхода элемента DD1.1 на его вход через резисторы R2 и R3. Для условий самовозбуждения и поддержания устойчивых автоколебаний введена положительная обратная связь с выхода элемента DD1.2 на вход элемента DD1.1 через конденсатор С1.

Для получения высокостабильной частоты применяют генераторы с квар­цевыми резонаторами (обычно это высокочастотные генераторы), а для достижения необходимого значения выходной частоты генератора часто используют счетчики, играющие роль делителей частоты.

Рис. 4.6. Схема генератора на интегральной микросхеме

Нестабильность высокочастотных генераторов с кварцевым резонатором достигает 10–6 и зависит в основном от качества изготовления кварца. Соответственно и после цифро­вого деления входной частоты нестабильность генерации временных импульсов также низка. Кроме того, с высокой точностью равны импульс и интервал в пе­риоде колебаний. Подобные схемы просты, потребляют мало энергии, не требуют настройки и высоко надежны.

Рис. 4.7. Схема генератора с кварцевой стабилизацией частоты

Схема, приведенная на рис. 4.7, представляет собой мультивибратор, выполненный на логических элементах с кварцевым резонатором ZQ1, выполняющим функцию стабилизации частоты.

Коэффициент деления без принудительной установки равен числу два в степени номера счетного триггера: Кд = 2n.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!