Схемы задающих вч генераторов для использования в радиопередатчиках

Генератор тактовых импульсов для компьютера

В компьютере генератор отвечает за синхронную работу всех его устройств: процессора, оперативной памяти, шин данных. Работу процессора при этом можно сравнить с работой часов. Исполнение инструкции центральным процессором осуществляется за определенное число тактов. Точно также функционируют и часы. Такты в механических часах определяются колебаниями маятника.

Производительность процессора напрямую зависит от частоты тактов. Чем больше частота тактов, тем больше инструкций процессор способен выполнить за определенный промежуток времени. Одна команда или инструкция может выполняться процессором за часть такта или за несколько сотен тактов. Общая тенденция современного развития компьютерной техники заключается в снижении количества тактов, выделяемых для выполнения одной простейшей инструкции.

Опорный генератор

Опорный генератор на кварцевом резонаторе работает на частоте параллельного резонанса. Конденеатор С1 позволяет подстраивать в узком диапазоне частоту ОТ.
 

Опорный генератор на кварцевом резонаторе работает на частоте параллельного резонанса Конденсатор С4 позволяет подстраивать а узком диапазоне частоту опорного генератора.
 

Опорный генератор на кварцевом генераторе работает на частоте параллельного резонанса. Конденсатор С5 позволяет подстраивать в узком диапазоне частоту кварцевого генератора.
 

Опорный генератор образует с УСФЧ петлю по цепи: блок задержки ( БЗ) — УСФЧ — устройство контроля напряжения с частотой до 20 МГц ( УКН) — ОГ.
 

Опорный генератор и ИДК имеют автономное питание. Питание остальной аппаратуры возбудителя обеспечивается двумя независимыми источниками питания. В каждом источнике питания стойки применяется параметрическая стабилизация питающих напряжений с использованием кремниевых стабилитронов.
 

Опорный генератор работает на фиксированной частоте. В колебательный контур измерительного генератора включены прецизионный отсчетный конденсатор и емкостный датчик. Колебания с частотами f1 и / 2 от обоих генераторов поступают на смесительный каскад. Разностная частота А / после усиления поступает на индикаторный каскад, где сравнивается с частотой сети 50 гц.
 

Опорный генератор обеспечивает создание колебаний необходимого диапазона с высокой стабильностью частоты. Колебания от опорного генератора используются для стабилизации частоты ведомого генератора с невысокой стабильностью. Сравнивающее устройство вырабатывает напряжение, которое через реактивный элемент ( например, лампу или варикап) воздействует на настройку контура ведомого генератора, автоматически приводя его частоту к частоте опорного генератора.
 

Опорный генератор частоты Q воздействует через управляющее устройство ( электронное или механическое) на фазовращатель, который равномерно изменяет фазовый сдвиг со скоростью ср Q.
 

Кварц опорного генератора термостатирован. Его третья гармоника примерно соответствует средней частоте измерительного кварца.
 

Частота опорного генератора 10 МГц поступает на ДОЧ, где путем деления, умножения и смешения формируется групповой сигнал 18 0 — 18 9 МГц с шагом 100 кГц, который усиливается и поступает в тракт селекции ДОЧ.
 

Фаза опорного генератора также не влияет на результат измерения сдвига фаз коммутируемых напряжений.
 

Частота опорного генератора равна 10 Мгц; звуковая частота-около 2 78 кгц.
 

Тумблер опорного генератора устанавливается в положение ВНУТР при работе с внутренним и ВНЕШН при работе с внешним опорным генератором, сигнал которого подается на гнездо КВАРЦ 10 MHz — ВХОД, расположенное на задней стенке прибора.
 

Как работает

В камерах двигателя размещается сжатое топливо, которое может воспламеняться. В процессе горения образуются газы, начинающие вращать коленвал. Из-за этого начинает работать ротор альтернатора. В статоре образуется магнитное поле.

Электрический генератор

Результат процессов, описанных ранее, — появление индукционного электрического тока в обмотке. Он доступен для потребления сразу на выводе устройства, любыми другими приборами. Поездки на природу, резервное питание — ситуации, когда подобные решения становятся актуальными. В этом случае электрический генератор незаменим.

Принцип действия машины постоянного тока

Рис. 11.2

Рассмотрим работу машины постоянного тока на модели рис. 11.2,

где 1 – полюсы индуктора, 2 – якорь, 3 – проводники, 4 – контактные щетки.

Проводники якорной обмотки расположены на поверхности якоря. Очистим внешние поверхности проводников от изоляции и наложим на проводники неподвижные контактные щетки.

Контактные щетки размещены на линии геометрической нейтрали, проведенной посредине между полюсами.

Приведем якорь машины во вращение в направлении, указанном стрелкой.

Определим направление ЭДС, индуктированных в проводниках якорной обмотки по правилу правой руки.

На рис. 11.2 крестиком обозначены ЭДС, направленные от нас, точками – ЭДС, направленные к нам. Соединим проводники между собой так, чтобы ЭДС в них складывались. Для этого соединяют последовательно конец проводника, расположенного в зоне одного полюса с концом проводника, расположенного в зоне полюса противоположной полярности (рис. 11.3)

Два проводника, соединенные последовательно, образуют один виток или одну катушку. ЭДС проводников, расположенных в зоне одного полюса, различны по величине. Наибольшая ЭДС индуктируется в проводнике, расположенном под срединой полюса, ЭДС, равная нулю, – в проводнике, расположенном на линии геометрической нейтрали.

Если соединить все проводники обмотки по определенному правилу последовательно, то результирующая ЭДС якорной обмотки равна нулю, ток в обмотке отсутствует. Контактные щетки делят якорную обмотку на две параллельные ветви. В верхней параллельной ветви индуктируется ЭДС одного направления, в нижней параллельной ветви – противоположного направления. ЭДС, снимаемая контактными щетками, равна сумме электродвижущих сил проводников, расположенных между щетками.

На рис. 11.4 представлена схема замещения якорной обмотки.

Рис. 11.4

В параллельных ветвях действуют одинаковые ЭДС, направленные встречно друг другу. При подключении к якорной обмотке сопротивления в параллельных ветвях возникают одинаковые токи , через сопротивление R_H
протекает ток I_Я
.

ЭДС якорной обмотки пропорциональна частоте вращения якоря n₂
и магнитному потоку индуктора Ф

(11.1)

где С_е
– константа.

В реальных электрических машинах постоянного тока используется специальное контактное устройство – коллектор. Коллектор устанавливается на одном валу с сердечником якоря и состоит из отдельных изолированных друг от друга и от вала якоря медных пластин. Каждая из пластин соединена с одним или несколькими проводниками якорной обмотки. На коллектор накладываются неподвижные контактные щетки. С помощью контактных щеток вращающаяся якорная обмотка соединяется с сетью постоянного тока или с нагрузкой.

Современные системы. Нажми на кнопку – получишь результат.

Понятия «частота шины» и «множитель», рассмотренные выше, благополучно дожили
до наших дней, изменились только численные значения этих параметров. Современная
платформа позволяет управлять тактовой частотой процессора и множителем из BIOS
Setup. Читателю, знакомому с цифровой и микропроцессорной схемотехникой,
очевиден путь решения этой задачи: код управления частотой, подаваемый на
тактовый генератор и код управления множителем, подаваемый на процессор
формируется посредством программно-доступных регистров (портов вывода), выходы
которых подключены к соответствующим управляющим линиям. Записывая данные в эти
регистры, BIOS, либо другая программа, может устанавливать требуемые значения
частоты и множителя. Архитектура регистров, реализующих данную функцию, зависит
от модели платформы, поэтому программы, реализующие такое управление, могут быть
написаны под одну конкретную плату (как пишется BIOS), либо они должны
распознавать тип платы и содержать модули поддержки под каждую плату.

В большинстве реализаций современных платформ, тактовый генератор выполнен в
виде отдельной микросхемы, программный доступ к его регистрам обеспечивается по
2-проводной последовательной шине SMB (System Management Bus). Заметим, что та
же шина используется для считывания микросхем SPD (Serial Presence Detect)
хранящих параметры модулей оперативной памяти. Контроллер шины SMB находится в
составе «южного моста» чипсета. Детальное описание шины SMB содержится в .
Информацию по контроллеру шины SMB можно найти в документации на «южные мосты»
чипсетов, например , , . Документация на большинство тактовых
генераторов также доступна, например . Шина SMB построена на базе протокола
I2C, предложенного фирмой Philips.

Важным свойством современных платформ является автоматическое определение
тактовой частоты процессора. Для этого процессор сам формирует код управления
частотой системной шины. Этот код жестко прошит в процессоре в соответствии с
его типом (не путать с множителем). Код подается от процессора на тактовый
генератор и управляет режимом работы последнего. Процессоры семейства Intel
Socket 775 используют сигналы BSEL для выбора частоты системной шины.
BSEL расшифровывается как Bus Select.

Каким же образом автоматический выбор частоты в соответствии с типом
процессора и управление частотой из BIOS Setup существуют совместно?

Итак, мы включили питание, тактовый генератор принял от процессора код
управления частотой по линиям BSEL и автоматически запустился на частоте,
соответствующей установленному процессору. Процессор начал выполнение стартовой
процедуры BIOS POST на штатной частоте. Затем, BIOS на одном из этапов
выполнения процедуры POST, интерпретирует содержимое памяти CMOS, в которой
хранится информация о состоянии опций Setup. Если в Setup установлена частота,
отличающаяся от штатной, BIOS перепрограммирует тактовый генератор, и он
запустится на новой частоте. Физически, это сводится к выполнению транзакций на
шине SMB, записывающих данные в регистры тактового генератора.

Именно так приводятся в исполнение установки BIOS Setup. Прежде чем выполнить
перенастройку тактового генератора, чипсета и других устройств в соответствии с
установками опций, BIOS проверяет контрольную сумму информации CMOS, а также
бит, индицирующий факт потери батарейного питания. Если выясняется, что
информация в CMOS недостоверна, перепрограммирования частоты не происходит,
процессор продолжает работать на штатной частоте. На этом основано действие
перемычки Clear CMOS, которая позволяет сбросить настройки Setup и запуститься в
штатном режиме, если плата не стартует после чрезмерного разгона.

(Продолжение следует)

Тонкости крепления

Фиксация генераторной установки производится при помощи специального кронштейна и болтового соединения.

Сам узел крепится в передней части двигателя, благодаря специальным лапам и проушинам.

Если на автомобильном генераторе предусмотрены специальные лапы, последние находятся на крышках мотора.

В случае применения только одной фиксирующей лапы, последняя ставится только на передней крышке.

В лапе, установленной в задней части, как правило, предусмотрено отверстие с установленной в нем дистанционной втулкой.

Задача последней заключается в устранении зазора, созданного между упором и креплением.

Крепление генератора Audi A8.

А так агрегат крепиться на ВАЗ 21124.

Обеспечение требований безопасности

Обычно генераторы устанавливают вне закрытых мест. Главное — чтобы они находились там, где гарантирована полная защита от осадков, других воздействий внешней среды. Токсичность продуктов выхлопа — главная причина, по которой генераторы запрещается эксплуатировать именно в закрытых помещениях.

Обратите внимание! Твёрдая неподвижная горизонтальная поверхность без возвышений — оптимальная опора для установки. При монтаже надо проследить за тем, чтобы присутствовало свободное пространство площадью минимум 1 квадратный метр

Такое расстояние должно остаться с каждой стороны от генератора. Это необходимо, чтобы организовать свободную циркуляцию воздуха, исключить теплопередачу от генератора в сторону окружающих предметов.

Со стороны выпускного отверстия не должно быть посторонних предметов. Они могут повредить конструкцию либо стать источником дополнительной опасности для неё. На вентиляционные отверстия тоже не должно попадать никаких загрязнений.

К генератору не должны иметь доступ дети и другие посторонние лица. То же касается других людей, которым не знаком принцип безопасной эксплуатации.

Самостоятельный ремонт генераторов под запретом, для этого надо приглашать специалистов.

Нахождения источников пламени, тлеющего горения рядом с агрегатом недопустимо. Иначе преобразовывать энергию безопасно не получится.

Компактные приборы

Использование мультивибраторов

Практические примеры использования мультивибратора приведены на рис. 4, 5.

Рис. 4. Схема генератора, позволяющего плавно перераспределять длительность или яркость свечения светодиодов.

На рис. 4 показана схема генератора, позволяющего плавно перераспределять длительность или яркость свечения светодиодов, включенных в качестве нагрузки в цепи коллекторов. Вращением ручки потенциометра R3 можно управлять соотношением длительностей свечения светодиодов левой и правой ветвей.

Если увеличить емкость конденсаторов С1 и С2, частота генерации понизится, светодиоды начнут мигать. При уменьшении емкости этих конденсаторов частота генерации возрастает, мелькание светодиодов сольется в сплошное свечение, яркость которого будет зависеть от положения ручки потенциометра R3.

На основе подобного схемного решения могут быть собраны разнообразные полезные конструкции, например, регулятор яркости светодиодного фонарика; игрушка с мигающими глазами; устройство плавного изменения спектрального состава источника излучения (разноцветные светодиоды или миниатюрные лампочки и светосуммирую-

щий экран).

Рис. 5. Генератор переменной частоты — схема.

Генератор переменной частоты (рис. 5) конструкции В. Цибульского позволяет получать плавно изменяющееся со временем по частоте звучание [Р 5/85-54]. При включении генератора его частота возрастает с 300 до 3000 Гц за 6 сек (при емкости конденсатора C3 500 мкФ).

Изменение емкости этого конденсатора в ту или иную сторону ускоряет или, напротив, замедляет скорость изменения частоты. Плавно изменять эту скорость можно и переменным сопротивлением R6.

Для того чтобы этот генератор мог выполнять роль сирены, или быть использованным в качестве генератора качающейся частоты, можно предусмотреть схему принудительного периодического разряда конденсатора C3. Такие эксперименты можно рекомендовать для самостоятельного расширения познаний в области импульсной техники.

Высокочастотные генераторы на биполярных транзисторах

В схемах высокочастотных генераторов на биполярных транзисторах, обеспечивающих удовлетворительную работу’ на частотах до десятков мегагерц, широко применяют трехточечные схемы. Оптимальная величина положительной обратной связи в схемах индуктивных трехточек (рис.

1, а, б) устанавливается выбором места положения отвода от витков катушки L1, а в схеме трехточки с емкостным делителем (рис. 1.1, в) — выбором отношения емкостей C3/С4.

На частотах десятки и сотни мегагерц хорошо работают генераторы на биполярных транзисторах по схеме, представленной на рис. 1.1 .г. Оптимальная величина обратной связи для этой схемы устанавливается подбором величины емкости конденсатора С, включенного между коллектором и эмиттером транзистора генератора.

Во всех схемах генераторов для нормальной и устойчивой их работы следует применять транзисторы с граничными частотами в по крайней мере в 2-3 раза выше рабочих частот данных генераторов.

Рис.1. Примеры схем задающих генераторов на биполярных транзисторах.

При повторении приведенных схем рекомендованы следующие значения элементов (а, б, в — частота 100 кГц -10 МГц, г — частота 10 МГц — 100 МГц).

Для схемы на рис. 1,а:

• R1=220-270, R2=47-100, R3=2.4к-3.3к, R5=560-750;
• С2=0.01, С3=0.01, С4= 1000-0.1;
• R4 — зависит от режимов транзистора (ток, напряжение);
• С1 — зависит от частоты генератора.

Для схемы на рис. 1,6:

• R1=100-150, R2=10-20, R3=8.2к-12к, R5=560-750;
• С2=0.01, С3=0.01, С4= 1000-0.1;
• R4 — зависит от режимов транзистора (ток, напряжение);
• емкость С1, параметры L1 и L2 зависят от частоты генератора.

Для схемы на рис. 1,в:

• R1=3-30к, R2=3-30к (обычно R1=R2), RЗ=240-1к;
• С2=220, С3=820, С4=910;
• R1 — зависит от режимов транзистора (ток, напряжение);
• емкость С1, параметры L1 зависят от частоты генератора.

Для схемы на рис. 1,г:

• R1=1.5к, R2=3.9к, R3=2.2к
• С2= 10-100, С3= 1000-2200, С4= 1000-0.01.
• Емкость С1, параметры L1 зависят от частоты генератора.

Изменением значения емкости С2 устанавливается величина обратной связи (положительной !). В некоторых вариантах данной схемы резистор RЗ шунтируется конденсатором.

При выборе элементов и настройке схемы необходимо учитывать, что недостаточная глубина обратной связи (положительной) приводит к неустойчивой работе схемы — к отсутствию или срыву генерации, избыточная — к появлению гармоник основной частоты.

В генераторах могут быть использованы любые высокочастотные транзисторы, например, ГТЗ11, ГТЗ13, КТ315, КТ361, КТЗ102, КТЗ107 и многие др.

Отбор мощности от генераторов можно производить с помощью индуктивной или емкостной связи. Чтобы нагрузка возможно меньше влияла на генерируемую частоту, связь должна быть слабой.