Garmonik tebranishlar generatorlari

11-Mavzu. Sinusodal tebranishlar generatorlari. RC va LC generatorlar
. Garmonik tebranishlar generatorlari

Tashqi signal bo'lmagan holda ta'minlovchi manba energiyasini o'zgaruvchan elektr tebranishlar energiyasiga aylantirib beruvchi sxemalarga generatorlar deb ataladi.

Generator chiqishidagi elektr tebranishlarini oddiy kuchaytirgichda musbat teskari bog'lanishni amalga oshirish bilan hosil qilish mumkin (7.1 -rasm).
Musbat teskari bogianishli kuchaytirgichlar uchun shart bajarilganda so'nmas tebranishlar yuzaga keladi.


7.1 –rasm.

К_uβ = 1 (7.1)
φ_k + φ_β = 0 (7.2)

Yani kuchaytirgich kirishidagi tazodifiy kuchlanish o'zgarishlari (fluktuatsiyasi) hisobiga sxema chiqishida yuzaga keluvchi dastlabgi chiqish kuchlanishi o'zgarishlari teskari bog'lanish zanjiri orqali qaytanddan kirishiga beriladi,kuchaytiriladi va chiqish kuchlanishi yanada ko'proq o'zgarishiga olib keladi.

Tebranishlar amplitudasi ortib borishi bilan kuchaytirshni tashkil etuvchi kaskad ichki nuqtasi tranzistor dinamik tavsifnomasida nochiziqli tomoniga siljishi natijasida kuchaytirishning K_u kuchaytirish koeffisiyenti K_uβ = 1 shart bajarilganga qadar ortib boradi va sxema chiqishida statsionar amplituda tebranishlari yuzaga keladi.
Yuqoridagi (7.1) tenglik teskari bog'lanish zanjiri signalni necha marta susaytirsa kuchaytirgich uni shuncha marta kuchaytirishini anglatadi va unga amplituda balansi sharti deyiladi.
Amplituda balans sharti bajarilganda ta'minlash manbai energiyasi musbat teskari bog'lanish zanjiri orqali sxemadagi energitek yo'qotishlarni kompensatsiyalaydi.
Yuqorida keltirilgan (7.2) tenglik faza balans sharti deyiladi.
Kuchaytirgich va teskari bog'lanish zanjirining faza chostatasi tavsifnomasiga bog'liq holda amplituda va faza ballansi sharti chastotaning to'liq spektral sohasida yoki bitta chastotada bajarilishi mumkin.
Birinchi holda sxemaning chiqishidagi signal murakkab shaklda ikkinchi holda esa generator sinusoidal tebranishlarni generatsiyalaydi. Generator sinusoidal tebranishlarni hosil qilish kuchaytirgich sxemasida chastota tanlovchi zanjir qo'llash bilan erishiladi.Ko'p hollarda bu teskari bog'lanish zanjiridan iborat bo'ladi.
Genaratorlarda musbat teskari bog'lanish ichki yoki tashqi bo'lishi mumkin. Ichki bazi elektron asboblarning ma'lum rejimlarida ishlashi bilan tashqi esa chostotaga bog'liq zanjirlar yordamida hosil qilinadi. Sinusoidal tebranishlar generatorini yaratishda chastota bo'yicha yuqori darajadagi stabillikga ega bo'lgan tashqi teskari bog'lanishidan foydaniladi.
Generatorning stasionar (so'nmaslik) tebranishlar amplitudasini tebranishlar tavsifnomasi va teskari bog'lanishi chizig'i yordamida grafik usulda aniqlash mumkin.Tebranish tavsifnomasi-bu kuchaytirgich chiqish f_chl toki amplitudasi birinchi garmonikasining teskari bog'lanish zanjiri orqali kirishga uzatilayotgan Ukr kuchlanishga bog'liqligidir.tebranish tavsifnomasi nochiziqli chunki kuchaytirgich nochiziq elementining ko'rsatkichlari bilan aniqlanadi..
Teskari bog'lanish chizig'i bu U_kr kirish kuchlanishi amplitudasining J_Krl kirish toki amplitudasining birinchi garmonikasiga bog'liqligidir.Teskari bog'lanish chizig'i teskari bog'lanish zanjirining susaytiruvchi tasirini harakterlaydi, uning obsissa o'qida og'masi esa chiziqli teskari bog'lanish to'rt qutblining ko'rsatkichlari bilan aniqlanadi.Generator stasionar tebranishlari amplitudasini aniqlash uchun teskari bog'lanish chizig'i va tebranish tavsifnomasi bitta grafikda tuziladi (7.2-rasm) J_krl stasionar tok amplitudasi ularning M kesishish nuqtasiga moskeladi. Kesish nuqtasida K_uβ = 1 amplituda balansi sharti bajariladi, chunki kirish signali to'rt qutbli teskari bog'lanish zanjiri necha marta susaytirilgan bo'lsa, kuchaytirgichda shuncha marta kuchaytiriladi.

7.2-rasm 7.3-rasm

1. 
   Rasm yumshoq rejimli avtotebranishlar tavsifi.
   
2. 
   Qattiq rejimli avtotebranishlar tavsifi.
   

Haqiqatdan ham M nuqta qatiy dinamik muvozanat nuqta ekanligini isbotlash mumkin. Faraz qilaylik kuchaytirgich kirishida U_kr kuchlanish fluktuasiyasi yuzaga kelgan bo'lsin. Unga mos keluvchi I_kr toki tebranish tavsifnomasida aniqlanadi. Teskari bog'lanish chizig'idagi J_kr tokiga U_kr kuchlanishi mos keladi. Signalning kuchaytirgich va teskari bog'lanish zanjiri natijasi orqali o'tishi natijasida U_kr¹ kuchlanishi U_kr¹¹ qadar ortadi. Bir necha sikldan so'ng Ukr¹ kuchlanishi va J_kr¹ toki M nuqtaga mos keluvchi U_krst va I_kr.st qiymatga qadar ortadi. Shundan so'ng tasdifan U_kr kuchlanishi U^IV qadar ortsa u holda I_kr^IV toki teskari bog'lanish chizig'ida U_kr^III < U_kr^IV kuchlanishga mos keladi va natijada I_kr1 toki va U_kr kuchlanishlar I_kr1st va U_krst qiymatlariga qaytadi.
Statsionar amplitudaning o'rnatilish jarayoni 7.2-rasmda U_kr kuchlanishi va I_kr tok yo'nalishi va qiymati bir sikl davomida o'zgaruvchilarini anglatuvchi kesmalar bilan tasvirlangan. Kuchlanish Ukr o'zgarishlari gorizantal I_kr1 o'zgarishlar vertikal kesmalarda ko'rsatilgan.
Tebranish tavsifnomasining shakliga bo'g'liq holda generatorlarning o'z- o'zidan uyg'onish rejimi ikki turga bo'linadi.

1. 
   Yumshoq rejim: bu holda tebranish tavsifi nol nuqtadan boshlanadi va U_kr kichik bo'lgan saholarda uning obsissa o'qiga nisbatan og'masi hosil bo'lgan burchagi teskari bog'lanish chizig'i og'masi hosil qilgan burchakka nisbatan katta bo'ladi. Bu rejim 7.3-rasmda tasvirlangan bo’lib tebranishlar amplitudasi stasionar qiymatga qadar bir tekis ortib boradi.
   
2. 
   Qattiq jism tebranish tavsifi yumshoq rejim shartlari bajarilmaganda yuzaga keladi. Bu rejim 7.3-rasmda tasvirlangan.
   

Qattiq rejimda teskari bog'lanish chizig'i tebranish tavsifini M va M¹ nuqtalarni kesib o'tgan. M nuqta qatiy dinamik muvozanatdan iborat. Analog fikrlash bilan M¹ muvozanatsiz nuqta ekanligiga ishonch hosil qilish mumkin yani Ukr (M¹) qiymatidan orttirishiga olib keladi. Bundan kelib chiqgan holda, generator chiqishida J_c1>J_kr1(M) amplitudali so'nmas tebranishlari hosil qilishi uchun uning kirishiga dastlabki U_kr0=J_kr(M¹)+AU_kr impulsli kuchlanish bilan tasir qilish lozim degan hulosaga kelish mumkin.
Sinusoidal tebranishlar generatorlar chostataga bog'liq teskari bog'lanish zanjiri elementlariga ko'ra radio chastotali LC va tovush chastotasidagi RS turlarga bo'linadi.