Генератор электромагнитных колебаний
|
Генератор электромагнитных колебаний представляет собой один из примеров автоколебательных систем.
|
|
Получение незатухающих колебаний в контуре.
|
|
Если конденсатор колебательного контура заряжен, то в контуре возникают затухающие колебания. Электрическая энергия W переходит во внутреннюю энергию: .
|
|
Пополнять энергию колебательного контура можно, подзаряжая конденсатор. Для этого контур подключают к источнику тока. Контур подключается к источнику тока только в те интервалы времени, когда пластина конденсатора, присоединенная к положительному полюсу источника, заряжена положительно.
Если источник постоянного тока будет все время подключен к контуру, то в энергия поступает в контур, а следующую ![половина Т 1/2 Т](/public/img/formula/image004_33.gif)
возвращается в источник, т. е. колебания затухают.
|
![Получение незатухающих колебаний в контуре.](/public/resize/img/formula/image006_7-180x73.png)
|
Частота колебаний, возникающих в контуре, определяется его параметрами (индуктивностью и емкостью), а амплитуда колебаний – напряжением на источнике (его эдс).
|
![Частота колебаний, возникающих в контуре](/public/resize/img/formula/image008_8-130x60.png)
|
Незатухающие колебания установятся в том случае, если контур будет подключаться к источнику только в первую половину периода. Для выполнения такого условия ключ должен замыкать и размыкать цепь с частотой, соответствующей частоте электромагнитных колебаний контура. Однако механический ключ инертен.
|
![Незатухающие колебания установятся в том случае, если контур будет подключаться к источнику только в первую половину периода](/public/resize/img/formula/image010_6-100x91.png)
|
Безынерционным ключом является транзистор. Транзистор обеспечивает поступление энергии к колебательному контуру, если напряжение на электронном переходе меняется синфазно с напряжением на контуре.
![Безынерционным ключом является транзистор](/public/resize/img/formula/image012_9-430x68.png)
|
![Безынерционным ключом является транзистор](/public/resize/img/formula/image014_10-130x112.png)
|
Генератор высокочастотных колебаний на транзисторе
|
|
Первая четверть периода. Положительно заряженная пластина конденсатора, соединенная с коллектором, разряжается. Ток в колебательном контуре возрастает до максимального значения. В катушке связи возникает индукционный ток такого направления, что база имеет отрицательный потенциал относительно эмиттера. Переходы база — коллектор и эмиттер — база прямые. Транзистор открыт. Энергия от источника поступает через транзистор в колебательный контур (ключ замкнут).
Вторая четверть периода. Ток в контуре убывает. Верхняя пластина заряжается отрицательно. В катушке связи ток меняет направление. На базе положительный потенциал. Переход коллектор—база обратный. Тока в цепи нет (ключ разомкнут).
|
![Генератор высокочастотных колебаний на транзисторе](/public/resize/img/formula/image016_8-140x105.png)
|
Третья четверть периода. Конденсатор разряжается. Ток растет до максимального значения, направлен от нижней пластины к верхней. В катушке связи ток направлен так, что база получает положительный потенциал. Переход база — коллектор обратный. Тока в цепи нет (ключ разомкнут).
Четвертая четверть периода. Ток в контуре, не меняя направления, убывает. Верхняя пластина заряжается положительно.
В катушке связи ток меняется по направлению. Заряд на базе отрицательный. Переходы база — коллектор и эмиттер — база прямые. Энергия поступает от источника в колебательный контур (ключ замкнут).
Таким образом, происходят незатухающие электромагнитные колебания за счет поступления энергии от источника в колебательный контур в течение 1/2 Т.
|
![Генератор высокочастотных колебаний на транзисторе](/public/resize/img/formula/image018_9-150x80.png)
|