Схемы генераторов без питания

Схемы и описания измерительных генераторов

Для проверки работоспособности и налаживания радиоаппаратуры используют источники различных по форме и частоте электрических сигналов, называемые измерительными генераторами.

Наиболее часто используемым в кружке измерительным генератором является ГСС—генератор стандартных сигналов, который, вырабатывая электрические колебания частот от нескольких герц до десятков и сотен мегагерц, может быть источником амплитудно-модулированных сигналов, имитирующих сигналы радиовещательных станций. Кроме промышленного генератора, в кружке используются и самодельные простые измерительные генераторы. Конструирование их — неотъемлемая часть деятельности радиотехнических кружков 1-го и 2-го годов занятий.

Однотранзисторный генератор колебаний 3Ч, схема которого показана на рис. 60, может стать первым измерительным генератором радиолюбителя. Прибор вырабатывает синусоидальные колебания частоты 1 кГц. Сигнал такой частоты наиболее часто используют для проверки усилителей 34, трактов звуковой частоты радиовещательных приемников.

Схемы и описания измерительных генераторов

Генератор состоит из однокаскадного усилителя на транзисторе V и двойного Т-фильтра, включенного между коллектором и базой транзистора. Подобные электрические фильтры называют Т-образными, потому что схемное построение их элементов напоминает своим видом букву Т. На схеме генератора один такой фильтр образуют резисторы R2, R4 и конденсатор C2t второй — конденсаторы С/, СЗ и резистор R3. Между собой они соединены параллельно и образуют между коллектором и базой транзистора положительную обратную связь, благодаря которой усилитель возбуждается и становится генератором колебаний фиксированной частоты. Частота генерируемых колебаний определяется номиналами конденсаторов и резисторов, образующих двойной Т-фильтр. С резистора R5y являющегося нагрузкой транзистора, колебания генератора подаются через конденсатор С4 на переменный резистор R7, а с него на вход проверяемого усилителя 34. Этим резистором напряжение на выходе генератора можно плавно изменять от нуля до 1,5. 2 В.

Резисторы R4 и R2, входящие в двойной Т-фильтр, совместно с резистором R1 образуют усилитель напряжения, с которого на базу транзистора подается отрицательное напряжение смещения. Резистор R6 улучшает форму генерируемых колебаний.

Чтобы проверить, работает ли генератор, достаточно подключить к его выходу головные телефоны — в них появится звук средней тональности, изменяющийся по громкости при вращении ручки переменного резистора R7.

Транзистор ГТ308В можно заменить на П416Б или другой германиевый высокочастотный транзистор со статическим коэффициентом передачи тока не менее 80. Переменный резистор R7 типа СП-1, резисторы R1— R5 — МЛ Т-0,125 или МЛТ-0,25, резистор R6—ТВО-0,125 (среди резисторов типа МЛТ нет с номинальным сопротивлением около 5 Ом). Источником питания генератора может быть батарея «Крона» или две соединенные батареи 3336Л.

Измерительный генератор (Разработан Б. Степановым г. Москва), вырабатывающий синусоидальные колебания фиксированной частоты 1 кГц, можно собрать на микросхеме К122УН1Б (рис. 61). Выходное напряжение генератора на нагрузке сопротивлением 10 кОм около 2 В.

Схемы и описания измерительных генераторов

Усилитель микросхемы самовозбуждается благодаря включению между его выходом (вывод И) и входом (вывод 4) фазосдвигающей RС-цепочки, образованной конденсаторами С1 — СЗ, резисторами R1—R5 и входным сопротивлением первого транзистора микросхемы. Частоту генерируемых колебаний можно изменять в широких пределах путем замены конденсаторов С1—СЗ конденсаторами других емкостей, но обязательно одинаковых по номиналу. С уменьшением емкости этих конденсаторов частота генерируемых колебаний увеличивается, и наоборот. Сопротивления резисторов R3 и R5, подбираемых при настройке генератора, могут быть в пределах 1,5. 4,7 кОм. Электролитический конденсатор С4 устраняет отрицательную обратную связь пo переменному току, действующую между транзисторами микросхемы.

Выходное напряжение и коэффициент гармонических искажений зависят от глубины положительной обратной связи, устанавливаемой подстроечным резистором R4 во время настройки генератора. Предварительно цепочку резисторов R3—R5 заменяют переменным резистором сопротивлением 10 кОм. Сигнал с выхода генератора подают на вход «Y» осциллографа и, следя за его изображением на экране, опытным путем находят такое положение движка переменного резистора, при котором, колебания срываются. Затем измеряют сопротивления обоих плеч переменного резистора, восстанавливают соединение подстроечного резистора R4, включают в цепочку резистор R3 с номинальным сопротивлением, близким к сопротивлению верхнего плеча (от верхнего вывода до движка), а резистор R5 сопротивлением, равным сопротивлению нижнего плеча переменного резистоpa.

После этого подстроечным резистором R4 устанавливают оптимальную глубину обратной связи, при которой амплитуда колебаний будет наибольшей и без искажений.

В том случае, если к форме выходного сигнала не предъявляют жестких требований, т. е. не обращают внимания на некоторые искажения, то цепочку резисторов R3—R5 можно вообще исключить, соединив правый (по схеме) вывод конденсатора С3 непосредственно с выводом 11 микросхемы.

В генераторе вместо микросхемы К122УН1Б можно применить другие микросхемы этой серии или аналогичные им микросхемы серии К118. Напряжение источника питания микросхем с буквенными индексами В, Г и Д можно увеличить до 12 В, что позволит получить большее напряжение выходного сигнала.

Еще один измерительный генератор, которым желательно оснастить кружок радиотехнического конструирования, генератор 3Ч—ПЧ1 (рис. 62). Он вырабатывает сигнал 34 частотой 1 кГц и модулированный им по амплитуде сигнал ПЧ частотой 465 кГц. Прибор предназначен для проверки и налаживания усилителей 34 и трактов ПЧ супергетеродинных приемников. Питать его можно от любого источника постоянного тока напряжением 12. 15 В, например от трех соединенных последовательно батарей 3336Л.

Схемы и описания измерительных генераторов

Рис. 62. Генератор 34—ПЧ на блок-сборке БС-1 Разработан Г. Шульгиным (г. Москва).

Характерная особенность этого измерительного генератора заключается в том, что в нем в качестве активных элементов используется блок-сборка БС-1—малогабаритный блок, объединяющий в своем корпусе два биполярных транзистора структуры п-р-п и два полевых транзистора с каналом я-типа. Внешний вид и нумерация выводов элементов микросборки показаны на том же рис. 62 (слева). На схеме генератора транзисторы показаны без окружностей, символизирующих их корпуса, потому что транзисторы ^сборки не имеют корпусов. Если в распоряжении кружка не окажется сборок БС-1, то вместо них в монтируемых генераторах можно применить биполярные транзисторы серии КТ315 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 50 и полевые транзисторы серии КП303 с любым буквенным индексом.

Это измерительное устройство, рекомендуемое для повторения в кружках радиотехнического конструирования 2-fo года занятий, состоит из генератора сигналов ПЧ на транзисторе VI, генератора сигналов 34 на транзисторе V3 и амплитудного модулятора на транзисторах V2 и V4. Транзистор VI генератора ПЧ включен по схеме с «заземленной» (по высокой частоте — через конденсатор С2) базой.

Режим работы транзистора по постоянному току определяется делителем напряжения R1R2 в базовой цепи и резистором R3 в эмит-терной цепи, а частота генерируемых колебаний — параметрами колебательного контура, образованного катушкой индуктивности L1 и конденсаторами СЗ—С5. Самовозбуждение возникает из-за емкостной связи между коллектором и эмиттером транзистора.

Генератор 34, как и однотранзисторный генератор, собранный по схеме на рис. 60, представляет собой каскад, охваченный положительной обратной связью через двойной Т-фильтр, состоящий из резисторов R7—R9 и конденсаторов С7—С10. Частота генерируемых колебаний зависит от номиналов этих элементов и составляет в данном случае 1 кГц.

Напряжение генератора ПЧ через конденсатор С6 поступает на затвор полеврго транзистора V2, а напряжение генератора 34 через конденсатор СП — на затвор транзистора V4. Благодаря последовательному соединению каналов полевых транзисторов, совместное воздействие на их затворы напряжений обоих генераторов приводит к тому, что напряжение ПЧ оказывается промодулированным по амплитуде. С выхода модулятора (точка соединения истока транзистора V2 со стоком транзистора V4) модулированное напряжение ПЧ через конденсатор С14 (он пропускает только колебания ПЧ) поступает на гнездо Х2 «ПЧ». Напряжение ЗЧ с выхода генератора на транзисторе V3 подается на гнездо XI «ЗЧ». В зависимости от того, какой сигнал необходим для проверки или настройки собранной конструкции, щупы генератора включают в гнезда ХЗ «Общ» и Х2 или Х3 и X1.

Усилители звуковой частоты или тракты ЗЧ приемников проверяют, начиная с оконечного каскада. Щуп в этом случае вставляют в гнездо XI, а гнездо Х3 соединяют с общим проводом проверяемого радиотехнического устройства.

Для стабилизации частоты генерируемых колебаний напряжение питания устройства поддерживается неизменным с помощью простейшего стабилизатора напряжения на стабилитроне V5 и резисторе R6.

Сравнительно небольшое число деталей позволяет собрать генератор на плате площадью 30. 40см2 (например, размерами 60 X 60 мм). Правда, для этого все детали должны быть малогабаритными: конденсаторы типа КМ, КЛС, резисторы типа МЛТ-0,25, ВС-0,125 и т, п. В контуре генератора ПЧ можно использовать катушку фильтра ПЧ от транзисторных супергетеродинных приемников. Стабилитрон Д814Б при необходимости можно заменить на Д809. Плата генератора с дискретными транзисторами будет несколько больших размеров.

Налаживание измерительного устройства сводится практически к настройке генератора ПЧ на частоту 465 кГц. Контролировать работу генераторов пробника удобно по осциллографу, подключенному к затвору транзистора V2. При включении питания на его экране должно появиться характерное изображение амплитудно-модулированных колебаний с глубиной модуляции около 30%. Глубину модуляции нетрудно рассчитать, измерив на экране осциллографа наибольший (U max) и наименьший (U min) размах модулированных колебаний: т = (U max — U min) / (U max + U min).

Если генератор 34 не самовозбуждается, то параллельна конденсаторам двойного Т-моста придется подключить конденсаторы емкостью 0,002. 0,01 мкФ.

Частоту генератора ПЧ, соответствующую 465 кГц, устанавливают с помощью промышленного радиовещательного супергетеродина с такой же промежуточной частотой. Поднеся генератор возможно ближе к антенному гнезду или магнитной антенне приемника, подстроечным сердечником контурной катушки L1 (а если надо, то и подбором конденсатора С3) добиваются появления в динамической головке приемника максимальной громкости звука частотой 1 кГц (примерно звук «ми» второй октавы). О точной настройке генератора на частоту 465 кГц будет свидетельствовать неизменная громкость звука при перестройке приемника в любом диапазоне.

Электронные генераторы. Виды и устройство. Работа и особенности

Устройства, преобразующие электроэнергию источника постоянного тока в незатухающую энергию электрических колебаний расчетной частоты и формы, называются электронные генераторы.

Читайте также  Схемы подключения генератора через стабилизатор

Электронные генераторы

Такие генераторы приобрели популярность в электронике, компьютерной технике, радиоприемниках. Генераторами может выдаваться сигнал частотой до нескольких мегагерц. Форма выходного напряжения имеет формы синусоиды, прямоугольника и пилы.

Elektronnye generatory forma vykhodnogo napriazheniia

Контур колебаний получает возбуждение от наружного источника тока, появляются колебания, которые со временем затухают, так как сопротивление поглощает энергию. Чтобы колебания не затухали, в контуре нужно восполнять потерю энергии. Этот процесс восполнения выполняется положительной обратной связью. Эта связь подает в контур некоторую часть сигнала, который должен совпадать с сигналом обратной связи.

Elektronnye generatory struktura

Электронные генераторы состоят из следующих частей:
  • Контур колебаний, задающий частоту генератора.
  • Усилитель, повышающий амплитуду сигнала на выходе контура колебаний.
  • Обратная связь, подающая некоторое количество энергии в контур.

Электронные генераторы используют постоянный ток для образования колебаний переменного тока, и являются схемами с положительной связью.

Классификация

Электронные генераторы делятся на несколько классов по различным параметрам. Рассмотрим основные разновидности таких генераторов.

По форме сигнала:
  • В виде синусоиды.
  • Прямоугольные.
  • В форме пилы.
  • Специальные.
По частоте:
  • Высокочастотные (более 100 килогерц).
  • Низкочастотные (менее 100 килогерц).
По возбуждению:
  • С независимым возбуждением.
  • Автогенераторы (самовозбуждение).

Автоматическим генератором называют устройство, которое самостоятельно возбуждается, без воздействия извне, преобразует поступающую энергию в колебания. Электронные генераторы выполняются по схемам, аналогичным усилителям, за исключением отсутствия питания сигнала входа. Вместо него используют обратную связь, которая является передачей некоторого количества сигнала выхода на вход.

Определенная форма сигнала создается обратной связью. Частота колебаний создается на цепях RС или LС, и зависит от времени зарядки емкости. Сигнал обратной связи приходит на вход усилителя, где повышается в несколько раз и выходит. Часть сигнала возвращается и ослабевает в несколько раз, что дает возможность поддерживать одинаковую амплитуду сигнала на выходе.

Генераторы с внешним видом возбуждения считаются усилителями мощности с определенным частотным интервалом. На его вход подается сигнал от автогенератора, усиливается определенный интервал частот.

Электронные генераторы RС

Для образования низкочастотных генераторов применяют усилители. В них вместо обратной связи монтируют RС цепи для создания некоторой частоты колебаний. Эти цепи являются фильтрами частоты, которые пропускают сигналы в специальном интервале частот и не пропускают за его пределами. По обратной связи возвращается некоторая полоса частот.

Типы фильтров

Elektronnye generatory vidy filtrov

  • Низкочастотные фильтры.
  • Высокочастотные фильтры.
  • Полосовые фильтры.
  • Заграждающие фильтры.

Характеристикой фильтра является частота среза. Если взять положение ниже этой частоты, или выше, то сигнал значительно уменьшается. Заграждающие и полосовые фильтры имеют характеристику в виде ширины полосы.

Elektronnye generatory skhema 1

На рисунке изображена цепь генератора с синусоидальным сигналом. Усиление определяется цепью обратной связи R1, R2. Для создания нулевого сдвига по фазе обратная связь подключена от выхода усилителя на неинвертирующий его вход. Цепь обратной связи выступает в качестве полосового фильтра.

Для стабилизации величины частоты пользуются кварцевыми резонаторами, которые состоят из минеральной тонкой пластины, закрепленной в держателе. Кварц славится своим пьезоэффектом. Это дает возможность применять его в качестве системы, аналогичной колебательному контуру со свойством резонанса. Частота резонанса пластин колеблется от единиц до тысяч мегагерц.

Мультивибраторы

Эти электронные генераторы создают колебания формы прямоугольника, являются 2-х каскадным усилителем с обратной связью на основе резисторов. Выходы каскадов соединены со входами. Название этого генератора объясняет наличие значительного количества гармоник.

Мультивибратор способен действовать в нескольких режимах:
  • Автоколебательный режим.
  • Синхронизация.
  • Ждущий режим.

В первом виде режима мультивибратор работает с самовозбуждением. При синхронизации на генератор оказывает воздействие внешнее напряжение с частотой импульсов. Ждущий режим подразумевает работу с внешним возбуждением.

Автоколебательный режим мультивибратора

Устройство мультивибратора включает в себя два каскада усилителя с резисторами. Выходы каскадов подключены ко входам других каскадов через емкости С1 и С2.

Avtokolebatelnyi rezhim multivibratora

Мультивибраторы с аналогичными транзисторами и симметричными компонентами имеют название симметричных.

В режиме автоколебаний мультивибратор может находиться в 2-х состояниях равновесия:
  1. Один транзистор в насыщении, второй в отсечке.
  2. Первый транзистор на отсечке, другой в насыщении.

Такие положения неустойчивы. Одна схема переходит в другую с эффектом лавины с помощью обратной связи. Для оптимизации формы импульсов на выходе генератора подключают разделительные диоды в схемы коллекторов. Через диоды подключают вспомогательные резисторы.

Avtokolebatelnyi rezhim multivibratora 2

По такой схеме после закрытия одного транзистора и уменьшения потенциала коллектора диод тоже закрывается. При этом он отключает конденсатор от цепи. Конденсатор заряжается через вспомогательный резистор. Наибольшая длина импульсов определяется параметрами частоты транзисторов.

Такой тип схемы дает возможность создать импульсы практически прямоугольной формы. В качестве недостатков можно отметить малую скважность и невозможность плавного регулирования периода колебаний.

Avtokolebatelnyi rezhim multivibratora 3

По такой схеме резисторы R2 и R5 включены параллельно емкостям С1 и С2. Резисторы R(1, 3, 4, 6) создают делители напряжения, которые стабилизируют потенциал базы транзистора. При коммутации мультивибратора ток базы резко меняется. Это уменьшает время снижения зарядов в базе и увеличивает скорость выхода транзистора из насыщения.

Ждущий мультивибратор (одиночный)

Если мультивибратор действует в режиме автоколебаний и не имеет устойчивости, то его можно преобразовать в генератор с одной устойчивой позицией и одной неустойчивой позицией. Такие цепи имеют название одновибраторов (релаксационных реле). Чтобы перевести схему из одного состояния в другое, необходимо воздействие внешнего импульса.

В неустойчивой позиции цепь находится некоторое время, зависящее от ее параметров. Далее она скачкообразно возвращается в устойчивую позицию. Чтобы получить ждущий режим генератора, необходимо собрать следующую схему:

ZHdushchii multivibrator

В исходном положении транзистор VТ1 находится в закрытом виде. При поступлении на вход плюсового импульса по транзистору идет ток коллектора. При изменении разности потенциалов на транзисторе VТ1 оно подается через емкость С2 на базу VТ2. С помощью обратной связи повышается лавинный эффект, который приводит к закрытию VТ2 и открытию VТ1.

В такой неустойчивой позиции схема находится до полного разряда емкости С2. Далее транзистор VТ2 открывается, VТ1 закрывается. Положение схемы возвращается в первоначальную позицию.

Схемы генераторов без питания

1439230156.jpg

Многие из нас хоть раз в жизни видели в интернете или в реальной жизни фотографии Высоковольтных генераторов, или сами их делали. Многие представленные в интернете схемы довольно мощные, их выходное напряжение составляет от 50 до 100 Киловольт. Мощность, как и напряжение тоже довольно высокая. Но их питание – главная проблема. Источник напряжения должен быть подобающей генератору мощности, должен уметь отдавать долговременно большой ток.

Есть 2 варианта питания ВВ генераторов:

  1. аккумулятор,
  2. сетевой источник питания.

Первый вариант позволяет запустить устройство далеко «от розетки». Однако, как раннее было замечено, устройство будет потреблять большую мощность и, следовательно, аккумулятор должен обеспечивать эту мощность (если вы хотите, чтобы генератор работал «на все 100»). Аккумуляторы такой мощности довольно большие и автономным устройство с таким аккумулятором не назовёшь. Если осуществлять питание от сетевого источника, то об автономности тоже говорить не придётся, так как генератор буквально «не оторвёшь от розетки».

3288569502.jpg

Моё же устройство вполне автономно, так как потребляет от встроенного аккумулятора не так уж и много, однако вследствие низкого потребления мощность тоже не велика – около 10-15W. Но дугу с трансформатора получить можно, напряжение около 1 Киловольта. С умножителя напряжения по выше – 10-15 Кв.

Ближе к конструкции…

Так как этот генератор для серьёзных целей не планировал, я поместил все его «внутренности» в картонную коробку (как бы смешно это не звучало, но это так. Я прошу не судить строго мою конструкцию, так как высоковольтной технике я не специалист). У моего устройства присутствуют 2 Li-ion аккумулятора, ёмкостью 2200 мА/ч. Их зарядка осуществляется с помощью линейного стабилизатора на 8 вольт: L7808. Он также находится в корпусе. Также имеется два зарядных устройства: от сети (12 В, 1250 мА/ч) и от прикуривателя автомобиля.

Сама схема генерации высокого напряжения состоит из нескольких частей:

  1. фильтр входного напряжения,
  2. задающий генератор, построенный на мультивибраторе,
  3. силовые транзисторы,
  4. высоковольтный повышающий трансформатор (хочу отметить, что сердечник не должен иметь зазор, наличие зазора приводить к увеличению тока потребления и вследствие выход из строя силовых транзисторов).

Также к высоковольтному выходу можно подключить «симметричный» умножитель напряжения или… люминесцентную лампу, тогда ВВ генератор превращается в фонарь. Хотя на самом деле изначально это устройство планировалось сделать как фонарь. Схема преобразователя выполнена на макетной плате, при желании можете создать печатную плату. Максимальное потребление схемы – до 2-3 Ампера, это стоит учитывать при выборе выключателей. Стоимость устройства зависит от того, где вы брали компоненты. Я большую половину комплектации нашёл у себя в ящике или в коробке для хранения радиодеталей. Купить мне пришлось всего лишь линейный стабилизатор L7808, ИВЛМ1-1/7 (на самом деле сюда вставил ради интереса, а купил из любопытства J), также мне пришлось купить электронный трансформатор для галогенных ламп (из него я взял всего лишь трансформатор). Провод для намотки вторичной (повышающей, высоковольтной) обмотки взял из давно сгоревшего строчного трансформатора (ТВС110ПЦ), и Вам советую делать тоже самое. Так провод в строчных трансформаторах высоковольтный и с пробоем изоляции проблем быть не должно. С теорией вроде бы разобрались – теперь перейдём к практике…

Рис.1 – вид на управляющую панель:

563457867.png

  1. индикаторы работоспособности
  2. индикатор присутствия зарядного напряжения
  3. вход от 8 до 25 вольт (для зарядки)
  4. кнопка включения заряда аккумулятора (включать только при подключённом зарядном устройстве)
  5. переключатель аккумуляторов (верхнее положение – основной, нижнее — запасной)
  6. выключатель ВВ генератора
  7. высоковольтный выход

На лицевой панели присутствуют 3 индикатора работоспособности. Их здесь такое количество, потому что семисегментный индикатор является моим инициалом (на нём светиться первая буква моего имени: «А»J), светодиоды над выключателем и переключателем изначально планировались быть дополнительными индикаторами заряда батареи, но со схемой индикации возникла проблема, а отверстия в корпусе уже были сделаны. Пришлось поставить светодиоды, но уже в качестве просто индикаторов, дабы не портить внешний вид.

Читайте также  Кинематические схемы трансмиссий буровых установок

Рис.2 – вид на вольтметр и индикатор:

2747649250.jpg

  1. вольтметр – показывает напряжение на аккумуляторе
  2. индикатор – ИВЛМ1-1/7
  3. предохранитель (от случайного включения)

Вакуумно-люминесцентный индикатор установил ради интереса, так как это мой первый индикатор такого типа.

Рис.3 – внутренний вид:

2661672274.jpg

  1. корпус
  2. аккумуляторы (12,1-основной, 12,2-запасной)
  3. линейный стабилизатор 7808 (для зарядки аккумуляторов)
  4. плата преобразователя
  5. теплоотвод с полевым транзистором КП813А2

Тут, думаю нечего пояснять.

Рис.4 – зарядные устройства:

746928450.jpg

  1. от сети 220 в. (12 в., 1250 мА.)
  2. от прикуривателя автомобиля

Рис.5 – нагрузки для АВВГ:

300224754.jpg

  1. 9W люминесцентная лампа
  2. «симметричный» умножитель напряжения

Рис.6 – принципиальная схема:

1558147819.png

USB1 – стандартный выход USB

BAT1, 2 – Li-ion 7,4 в. 2200 мА/ч (18650 Х 2)

R1, 2, 3, 4 – 820 Ом

L1 – сердечник от дросселя из энергосберегающей лампы, 10 витков по 1,5 мм.

C1 – 470 мкФ 16 в.

C2, 3 – 1000 мкФ 16 в.

C4, 5 – 47 нФ 250 в.

C6 – 3,2 нФ 1,25 Кв.

C7 – 300 пФ 1,6 Кв.

С8 – 470 пФ 3 Кв.

C11, 12, 13, 14 – 2200 пФ 5 Кв.

D1 – красный светодиод

VD1, 2, 3, 4 – КЦ106Г

SA1 – выключатель 3А (ON-OFF с неоновой лампой)

SA2 – переключатель 6А (ON-ON)

SA3 – выключатель 1А (ON-OFF)

T1 – повышающий трансформатор:

ВВ обмотка: 372 витков ПЭВ-2 0.14мм. R=38.6ом

Первичная обмотка: 2 по 7 витков ПЭВ-… 1мм. R=0.4ом

Общее количество компонентов: 53.

Без чего МОЖЕТ работать эта схема, на самом деле много без чего: IC1, R1, 2, 3, 4, 5, 8, C1, 2, 3, 4, 5, 7, 8,

Пояснения к схеме:

Минус общий, идёт от входа USB до платы преобразователя. Плюсы от аккумуляторов идут к переключателю, от него уже один вывод к выключателю (SA1), а от него к преобразователю. Также плюс идет к вольтметру (PV1), через резистор к катоду индикатора и к анодам светодиодов (для каждого светодиода отдельный резистор). Зарядка осуществляется после того как на вход USB подаётся напряжение от 8 до 25 вольт, а также после нажатия кнопки (SB1), светодиод (D1) загорается после того как подаётся напряжение для зарядки (контролировать процесс заряда можно с помощью вольтметра PV1).

Переключение между основным и запасным аккумуляторами осуществляется с помощью переключателя (SA1), дальше силовой плюс идёт к выключателю (SA2) (через выключатель SA3) ВВ генератора, неоновая лампа (HL2) находится внутри выключателя. Дальше силовые выводы поступают на блок конденсаторов и задающий генератор, построенный на мультивибраторе(VT3, 4. C9, 10. R9, 10, 11, 12), транзисторы КТ817Б можно заменить на любые другие аналоги, от него импульсы поступают на базу и затвор транзисторов(VT1, VT2), транзисторыможно использовать менее или более мощные аналоги. Здесь использованы полевой и биполярный транзисторы, сделано это для того, чтобы снизить потребление. После трансформатора высокое напряжение поступает на группы анодов-сегментов вакуумно-люминесцентного индикатора, а после на ВВ выход.

Потребление (как фонарь): за 1 минуту схема разряжает аккумулятор на 0,04 В. (40 милливольт.). Если генератор будет работать 25 минут, следовательно, разрядится на 1 вольт (25*0,04).

Вот фотообзор:

1179844943.jpg3288569502.jpg

4184063790.jpg3996955602.jpg

3546061410.jpg2499600562.jpg

2845624578.jpg465310994.jpg

651967650.jpg1635534450.jpg

1545367490.jpg3729586195.jpg

3811365283.jpg1755890044.jpg

1439230156.jpg308843036.jpg

789101484.jpg2636670908.jpg

2689093132.jpg3890754780.jpg

3666353516.jpg1490586301.jpg

1706599181.jpg2750681817.jpg

2660514665.jpg3644080569.jpg

3830736905.jpg1450488857.jpg

1796513193.jpg750053241.jpg

299159241.jpg2474924312.jpg

2934206632.jpg3203474017.jpg

Ну как в наше трудное время без видеоролика

Схемы генераторов без питания

Компьютерная техника, радиоэлектроника, электрика

  • Главная На главную
  • Электроника Статьи на тему
  • Электрика Статьи на тему
  • Компьютерная техника ПК, сети, комплектующие, обзоры
  • Обзоры устройств Посылки, гаджеты, тесты, видео
  • Register
  • Login

Генераторы, схемы

Генератор — это усилитель с такой положительной обратной связью, ко­торая обеспечивает поддержание сигнала на выходе усилителя без пода­чи внешнего входного сигнала. Генератор преобразует постоянный ток (получаемый от источника питания) в переменный сигнал. Для возник­новения устойчивых колебаний должны выполняться два основных тре­бования:

а) обратная связь должна быть положительной;

б) полный петлевой коэффициент усиления должен быть больше 1.

Существует два типа генераторов: генераторы синусоидальных сиг­налов, вырабатывающие гармонические сигналы, и генераторы несинусо­идальных сигналов, называемые также релаксационными генераторами или мультивибраторами, обычно вырабатывающие прямоугольные сиг­налы.

Генераторы с резонансным контуром в цепи коллектора

В схеме генератора на рис. 33.1 элементы L2 и C2 образуют резонансный контур, с которого снимается выходной сигнал.

Генератор с резонансным контуром

Рис. 33.1. Генератор с резонансным Рис. 33.2. Генератор с резонансным контуром в

контуром в цепи базы. цепи коллектора.

Часть этого выходного сигнала подается обратно на вход через трансформаторную связь L1 L2 таким образом, чтобы сигнал обратной связи совпадал по фазе с сигналом на входе. Транзистор включен по схеме с ОЭ и работает в режиме класса А, который задается цепью смещения R1 R2. Конденсатор C1 обеспе­чивает развязку для резистора R2 цепи смещения, а конденсатор C3 развязку для обычного стабилизирующего резистора R3 в цепи эмиттера.

Генераторы с резонансным контуром в цепи базы

В схеме генератора на рис. 33.2 разделительный конденсатор C2 обеспечи­вает работу транзистораT1 в режиме класса С. Элементы L2 и C1 образу­ют резонансный контур. Положительная обратная связь осуществляется через конденсатор C3 и трансформатор Тр1.

Трехточечная схема генератора с индуктивной обратной связью (схема Хартли)

В этом генераторе (рис. 33.3) катушка индуктивности с отводом L1 обеспе­чивает необходимую обратную связь на эмиттер транзистора. Элементы C2 и L1 образуют резонансный контур.

Трехточечная схема генератора с емкостной обратной связью (схема Колпитца)

В этом случае используется расщепленный конденсатор C1 C2 (рис. 33.4). Элементы C1 C2 и L1 образуют резонансный контур, кон­денсатор C3 обеспечивает работу транзистора в режиме класса С.

Генераторы с фазосдвигающей цепью обратной связи, или RC-генераторы

Синусоидальные колебания можно также получить с помощью специаль­но подобранных RC-цепочек обратной связи, как показано на рис. 33.5. RC-секции R1C1, R2C2, R3C3 образуют фазосдвигающую цепь, которая на заданной частоте обеспечивает сдвиг фазы сигнала на 180°. Поскольку транзистор сдвигает фазу сигнала на 180°, то в петле обратной связи получается полный фазовый сдвиг 360°. Таким образом, обратная связь оказывается положительной. Обычно номиналы всех резисторов и всех конденсаторов в фазосдвигающей цепи выбираются одинаковыми, и каждая RC-секция вносит фазовый сдвиг 60°.

Схема Хартли и Колпитца

Рис. 33.3. Схема Хартли. Рис. 33.4. Схема Колпитца.

RC-генератор с фазосдвигающей цепью обратной связи

Рис. 33.5. RC -генератор с фазосдвигающей цепью обратной связи на элементах R1C1,

R2C2, R3C3 , обеспечивающей сдвиг фазы сигнала на 180°.

Еще раз отметим, что вся фазосдвигающая цепь обеспечивает фазовый сдвиг 180° только на одной частоте, определяемой номиналами используемых компонентов.

Кварцевые генераторы

Одним из самых важных требований, предъявляемых к генератору, явля­ется стабильность частоты генерируемых им колебаний. Изменения частоты могут быть вызваны, например, изменением емкости или индук­тивности элементов резонансного контура или изменением параметров транзистора при колебаниях температуры. Стабильность частоты можно улучшить путем точного подбора элементов схемы, в том числе транзистора. Для обеспечения очень высокой стабильности частоты приме­няется кристалл кварца, точно задающий и стабилизирующий частоту колебаний. В небольших пределах частоту генератора с кварцевой стаби­лизацией можно изменять с помощью конденсатора переменной емкости, подключаемого параллельно кристаллу кварца. Кварцевые генераторы используются в цветных телевизорах для генерации поднесущей частоты 4,43 МГц с точностью до нескольких герц.

УВЧ-генераторы

Генераторы очень высоких и ультравысоких частот (УВЧ) по принципу работы аналогичны другим генераторам. Однако из-за очень высокой частоты емкости и индуктивности элементов настройки С и L очень ма­лы. Катушку индуктивности может заменить одна полоска проводника или простая петля из меди. В качестве конденсатора может служить варактор. Для построения резонансной схемы иногда используются от­резки длинных линий, имеющих распределенную емкость и индуктив­ность.

Генераторы несинусоидальных сигналов

Эти генераторы, называемые еще релаксационными генераторами, выра­батывают прямоугольные импульсные сигналы путем переключения од­ного или двух транзисторов из открытого состояния в закрытое и обратно. Несинхронизированный мультивибратор, описанный в предыдущей главе, является примером такого генератора. Другой разновидностью генерато­ра несинусоидальных сигналов является блокинг-генератор.

В генераторе этого типа применяется трансформаторная обратная связь с коллектора на базу транзистора (рис. 33.6). Работа этой схемы осно­вана на том, что в силу трансформаторной связи напряжение на базе будет наводиться только при изменении тока коллектора, то есть при его увеличении или уменьшении. В первом случае действует положитель­ная обратная связь, во втором — отрицательная. При первом включении схемы транзистор открывается, его коллекторный ток увеличивается, со­здавая напряжение обратной связи на базе, в результате чего транзистор открывается еще больше. Когда достигается насыщение, увеличение кол­лекторного тока прекращается, что вызывает появление на базе напря­жения противоположной полярности. Это напряжение закрывает тран­зистор. Транзистор удерживается в закрытом состоянии отрицательным зарядом на конденсаторе С до тех пор, пока этот конденсатор в доста­точной степени не разрядится через резистор R. После этого транзистор снова отпирается и описанный процесс повторяется.

Выходное напряжение блокинг-генератора представляет собой после­довательность узких импульсов (рис. 33.7). Ширина (длительность) импульса определяется параметрами трансформатора, а временной интер­вал между импульсами — постоянной времени RC. Поэтому частоту ко­лебаний блокинг-генератора можно изменять путем изменения номинала резистора R.

Блокинг-генератор

Рис. 33.6. Блокинг-генератор.

Выходной сигнал блокинг-генератора

Рис. 33.7. Выходной сигнал бло­кинг-генератора.

Генератор на однопереходном транзисторе

Рис. 33.8. Генератор на однопереходном транзисторе.

Вторичная обмотка трансформатора является коллекторной нагруз­кой транзистора. Быстрое изменение тока через эту обмотку при закры­вании транзистора приводит к появлению большой противоЭДС и большо­го выброса коллекторного напряжения. Этот выброс напряжения может превысить максимально допустимое коллекторное напряжение и вызвать разрушение транзистора. Для защиты транзистора параллельно первич­ной обмотке трансформатора включается диод D1 . В нормальном режиме этот диод смещен в обратном направлении и закрыт. Открывается он только в том случае, когда напряжение на коллекторе транзистора превышает напряжение источника питания VCC.

Читайте также  Схемы генераторов рено кенго

Генераторы на однопереходных транзисторах

Полупроводниковые приборы, имеющие на характеристике участок с от­рицательным сопротивлением, например одиопереходные транзисторы, могут быть использованы в генераторах. На рис. 33.8 приведена схе­ма генератора на однопереходном транзисторе. Транзистор смещен в ту область своей выходной характеристики, где выходной ток увеличивается при уменьшении входного напряжения, то есть в область отрицательного сопротивления. Он попеременно открывается и закрывается без какой-либо обратной связи. Выходное напряжение на базе 2 (b2) представля­ет собой последовательность импульсов. Еще один выходной сигнал — последовательность импульсов противоположной полярности — можно снять с базы 1 (b1). С эмиттера транзистора можно снять пилообраз­ный сигнал. Частота генерируемых импульсов определяется постоянной времени R1C1.

Генераторы пилообразного напряжения

На рис. 33.9 показана схема генератора, вырабатывающего пилообразный сигнал при подаче на его вход прямоугольных импульсов. На участке периода входной последовательности импульсов между точками А и В (рис. 33.10) на базе транзистора действует нулевое напряжение, и тран­зистор находится в состоянии отсечки, т. е. закрыт. Конденсатор C1 постепенно заряжается через резистор R1. Прежде чем конденсатор пол­ностью зарядится, на вход поступает положительный фронт ВС импуль­са, переключающий транзистор в проводящее состояние. В результате конденсатор C1 очень быстро разряжается через открытый транзистор. Конденсатор находится в разряженном состоянии во время действия им­пульса (вершина CD). Отрицательный фронт DE импульса переключает транзистор в состояние отсечки, конденсатор C1 снова начинает заря­жаться и т. д.

Генератор пилообразного напряжения

Рис. 33.9. Генератор пилообразно­го напряжения,

Рис. 33.10. Форма сигналов на вхо­де и

выходе генератора пилообразно­го напряжения.

Тот же принцип заряда и разряда конденсатора используется и в дру­гих генераторах пилообразного напряжения. На рис. 33.11 приведены схемы двух таких генераторов на основе несинхронизированного мульти­вибратора и блокинг-генератора соответственно, применяемых в блоках: развертки телевизоров. Потенциометр R1 управляет частотой развертки (кадровой синхронизацией), а потенциометр R2 — амплитудой сигнала развертки (размером изображения по вертикали).

Генераторы пилообразного напряжения на основе

Рис. 33.11. Генераторы пилообразного напряжения на основе (а) несинхронизированного мультивибратора и (б) блокинг-генератора, применяемые в блоках кадровой развертки телевизоров.

В этом видео рассказывается о генераторах для исследования, настройки и испытаний систем и приборов:

Назначение выводов генератора (и схемы генераторов)

Электрические схемы автомобильных генераторных установок
Приводим примеры восьми наиболее распространенных схем автомобильных генераторных установок. На всех схемах под цифрами обозначены:
1 — генератор;
2 — обмотка возбуждения;
3 — обмотка статора;
4 — выпрямитель;
5 — выключатель;
6 — реле контрольной лампы;
7 — регулятор напряжения;
8 — контрольная лампа;
9 — помехоподавительный конденсатор;
10 — трансформаторно-выпрямительный блок;
11 — аккумуляторная батарея;
12 — стабилитрон защиты от всплесков напряжения;
13 — резистор.

Генераторные установки имеют различные обозначения выводов (обозначения немного разнятся с обозначениями на первой таблице):
— «плюс» силового выпрямителя: «+», В, 30, В+, ВАТ;

— «масса»: «-», D-, 31, В-, М, Е, GRD;

— вывод обмотки возбуждения: Ш, 67, DF, F, ЕХС, Е, FLD;

— вывод для соединения с
лампой контроля исправности
(обычно «плюс» дополнительного
выпрямителя, там, где он есть): D, D+, 61, L, WL, IND;

— вывод нулевой точки
обмотки статора: 0 (ноль), МP;

— вывод регулятора напряжения
для подсоединения его в
бортовую сеть, обычно к
«+» аккумуляторной батареи: Б, 15, S;

— вывод регулятора напряжения
для питания его от выключателя
зажигания: IG;

— вывод регулятора напряжения
для соединения его с бортовым
компьютером: FR, F.

Различают два типа невзаимозаменяемых регуляторов напряжения — в одном типе (рис. 1) выходной коммутирующий элемент регулятора напряжения соединяет вывод обмотки возбуждения генератора с «+» бортовой сети, в другом типе (рис. 2, 3) — с «-» бортовой сети. Транзисторные регуляторы напряжения второго типа являются более распространенными.

Чтобы на стоянке аккумуляторная батарея не разряжалась, цепь обмотки возбуждения генератора (в схемах 1, 2) запитывается через выключатель зажигания. Однако при этом контакты выключателя коммутируют ток до 5А, что неблагоприятно сказывается на их сроке службы. Разгрузить контакты выключателя можно, используя промежуточное реле, но более прогрессивно, если через выключатель зажигания запитывается лишь цепь управления регулятора напряжения (рис. З), потребляющая ток силой в доли ампера.

Прерывание тока в цепи управления пере водит электронное реле регулятора в выключенное состояние, что не позволяет току протекать через обмотку возбуждения. Однако применение выключателя зажигания в цепи генераторной установки снижает ее надежность и усложняет монтаж на автомобиле. Кроме того, в схемах на рис. 1, 2, 3 падение напряжения в выключателе зажигания и других коммутирующих или защитных элементах, включенных в цепь регулятора (штекерные соединения, предохранители), влияет на уровень поддерживаемого регулятором напряжения и частоту переключения его выходного транзистора, что может сопровождаться миганием ламп осветительной и светосигнальной аппаратуры, колебанием стрелок вольтметра и амперметра.

Поэтому более перспективной является схема на рис. 5. В этой схеме обмотка возбуждения имеет свой дополнительный выпрямитель, состоящий из трех диодов. К выводу «Д» этого выпрямителя и подсоединяется обмотка возбуждения генератора. Схема допускает некоторый разряд аккумуляторной батареи малыми токами по цепи регулятора напряжения, и при длительной стоянке рекомендуется снимать наконечник провода с клеммы «+» аккумуляторной батареи.

В схему на рис. 5 введено подвозбуждение генератора от аккумуляторной батареи через контрольную лампу 8. Небольшой ток, поступающий в обмотку возбуждения через эту лампу от аккумуляторной батареи, достаточен для возбуждения генератора и в то же время не может существенно влиять на разряд аккумуляторной батареи. Обычно параллельно контрольной лампе включают резистор 1З, чтобы даже в случае перегорания контрольной лампы генератор мог возбудиться.

Контрольная лампа в схеме на рис. 5 является одновременно и элементом контроля работоспособности генераторной установки. В схеме применен стабилитрон 12, гасящий всплески напряжения, опасные для электронной аппаратуры. С целью контроля работоспособности в схеме рис. 1 введены реле с нормально замкнутыми контактами, через которые получает питание контрольная лампа 8. Эта лампа загорается после включения замка зажигания и гаснет после пуска двигателя, т.к. под действием напряжения от генератора реле, обмотка которого подключена к нулевой точке обмотки статора, разрывает свои нормально замкнутые контакты и отключает контрольную лампу 8 от цепи питания.

Если лампа 8 при работающем двигателе горит, значит, генераторная установка неисправна. В некоторых случаях обмотка реле контрольной лампы 6 подключается на вывод фазы генератора.

Схема рис. 6 характерна для генераторных установок с номинальным напряжением 28 вольт. В этой схеме обмотка возбуждения включена на нулевую точку обмотки статора генератора, т.е. питается напряжением, вдвое меньшим, чем напряжение генератора. При этом приблизительно вдвое снижаются и величины импульсов напряжения, возникающих при работе генераторной установки, что благоприятно сказывается на надежности работы полупроводниковых элементов регулятора напряжения.

Резистор 13 служит тем же целям, что и контрольная лампа в схеме рис. 5, т.е. обеспечивает уверенное возбуждение генератора.

На автомобилях с дизельными двигателями может применяться генераторная установка на два уровня напряжения 14/28 В. Второй уровень 28 В используется для зарядки аккумуляторной батареи, работающей при пуске ДВС. Для получения второго уровня используется электронный удвоитель напряжения или трансформаторно-выпрямительный блок (ТВБ), как это показано на рис. 4.

В системе на два уровня напряжения регулятор стабилизирует только первый уровень напряжения 14 вольт. Второй уровень возникает посредством трансформации и последующего выпрямления ТВБ переменного тока генератора. Коэффициент трансформации трансформатора ТВБ близок к единице.

В некоторых генераторных установках зарубежного и отечественного производства регулятор напряжения поддерживает напряжение не на силовом выводе генератора «+», а на выводе его дополнительного выпрямителя, как показано на схеме рис. 7.

Схема является модификацией схемы рис. 5, с устранением ее недостатка — разряда аккумуляторной батареи регулятора напряжения при длительной стоянке. Такое исполнение схемы генераторной установки возможно потому, что разница напряжения на клеммах «+» и «Д» невелика. На этой же схеме (рис. 7) показано дополнительное плечо выпрямителя, выполненное на стабилитронах, которые в нормальном режиме работают как обычные выпрямительные диоды, а в аварийных — предотвращают опасные всплески напряжения.

Резистор R, как было показано выше, расширяет диагностические возможности схемы. Этот резистор вообще характерен для генераторных установок фирмы 8osch. Генераторные установки без дополнительного выпрямителя, но с подводом к регулятору вывода фаз, применение которых, особенно японскими и американскими фирмами, расширяется, выполняются по схеме рис. 8. В этом случае схема генераторной установки упрощается, но усложняется схема регулятора напряжения, т.к. на него переносятся функции предотвращения разряда аккумуляторной батареи на цепь возбуждения генератора при неработающем двигателе автомобиля и управления лампой контроля работоспособного состояния генераторной установки.

На вход регулятора может подаваться напряжение генератора или аккумуляторной батареи (пунктир на рис. 8), а иногда и оба эти напряжения сразу.

Конечно, стабилитрон 12, защищающий от всплесков напряжения дополнительное плечо выпрямителя, а также выполнение выпрямителя на стабилитронах может быть использовано в любой из приведенных схем.

Некоторые фирмы применяют включение контрольной лампы через разделительный диод, а в схемах рис. 5, 7 включение ее идет через контактное реле. В этом случае обмотка реле включается на место контрольной лампы. Если генераторная установка работает в комплексе с датчиком температуры электролита, она имеет дополнительные выводы для его подсоединения.

Генераторы на большие выходные токи могут иметь параллельное включение диодов выпрямителя. Для защиты цепей генераторной установки применяют предохранители, обычно в цепях контрольной лампы, соединениях регулятора с аккумуляторной батареей, в цепи питания аккумуляторной батареи.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: