3.6. Генератори

Генератор - це електронний пристрій, що перетворює енергію джерела постійного струму в енергію незгасаючих електромагнітних коливань заданої форми і частоти.

Класифікацію генераторів здійснюють: 1. За формою сигналу ( генератори гармонічних (синусоїдальних) коливань, генератори негармонічних коливань, генератори пилкоподібної напруги); 2.За частотою(високочастотні / > 100 кГц, низькочастотні 10 £ / £ 100 кГц,

інфранизькочастотні (нижче 10 кГц);

3. За типом активного підсилювального елемента ( на електронних лампах, на транзисторах, з використанням операційних підсилювачів);

4. За способом збудження ( з зовнішнім збудженням, автогенератори);

5.За видом коливальної системи (генератор з резонансним коливальним контуром, що містить елементи С, Ь, Регенератор з кварцовою пластиною).

Важливою характеристикою генератора є стабільність частоти - це здатність генератора підтримувати частоту сталою на протязі деякого часу під дією дестабілізуючих факторів (робота інших генераторів та радіоелектронних пристроїв, температура та вологість повітря, механічні деформації). Абсолютна нестабільність частоти

А/ = /-/н.

Відносна нестабільність частоти - відношення абсолютної нестабільності до несучої частоти 8 / =А/. (3.11)

/ н

Для кварцових генераторів 8 / ~ 10 ~7.

В геодезичних приладах використовують, як правило, кварцові генератори як еталони довжини, бо висока стабільність частоти забезпечує стабільність еталона довжини.

Кварцові генератори - генератори, в яких замість коливального контура використовують кварцові пластинки.

 

 

 

 

 

)-1

—>-

Колив. контур

 

і-с

 

 

 

Петля звор. зв'язку

 

 

 

 

Рис.3.9 - Блок-схема кварцового генератора.

Генератор складається з підсилювача, резонатора (коливального контура) і петлі зворотного зв'язку (рис.3.9). Якщо енергія зворотного зв'язку менша за ту, що необхідна для створення номінальної вихідної енергії, то енергія зворотного зв'язку приводить до зростання підсилення. Якщо ж вона точно відповідає енергії, що необхідна для отримання вихідної енергії, то виникають автоколивання, бо енергія зворотного зв' язку повністю заміщає вхідну енергію. Це досягається підбором параметрів зв'язку коливального контура та елементів, що входять у петлю зворотного зв'язку.

 

Робота кварцового генератора базується на п'єзоелектричному ефекті й ефекті електрострикції. П' єзоелектричний ефект полягає в тому, що при механічній деформації кварцової пластинки на її поверхні виникають електричні заряди. Явище електрострикції полягає в тому, що коли до кварцової пластинки прикласти напругу, то це приводить до її деформації і до виникнення механічних коливань у пластинці, якщо напруга-змінна.

Механічні коливання, що можуть існувати в кварцовій пластинці без загасання задовольняють таким умовам: на товщині пластинки а повинно вкладатися ціле число половин довжини хвилі а =     , п = 1,2,3____ Основне

коливання, коли на товщині пластинки вкладається півхвилі показано на рис.3.10.

Від того, скільки півхвиль вкладається на товщині пластинки залежить частота, що генерується кварцовим генератором. Від частоти, що генерується, залежить величина еталона довжини, який необхідний в віддалемірі для вимірювання відстаней.