Учебники

Синусоидальные осцилляторы – основные понятия

Усилитель с положительной обратной связью вырабатывает свой выход в фазе с входом и увеличивает силу сигнала. Положительный отзыв также называется дегенеративным отзывом или прямым отзывом . Этот вид обратной связи делает усилитель обратной связи, генератор.

Использование положительной обратной связи приводит к тому, что усилитель обратной связи имеет усиление с обратной связью больше, чем усиление с обратной связью. Это приводит к нестабильности и работает как колебательный контур. Колебательный контур обеспечивает постоянно изменяющийся усиленный выходной сигнал любой желаемой частоты.

Колебательный круг

Колебательный контур производит электрические колебания желаемой частоты. Они также известны как цепи резервуаров .

Простая схема резервуара состоит из индуктора L и конденсатора C, каждый из которых вместе определяет частоту колебаний схемы.

Чтобы понять концепцию колебательного контура, рассмотрим следующую схему. Конденсатор в этой цепи уже заряжается от источника постоянного тока. В этой ситуации верхняя пластина конденсатора имеет избыток электронов, тогда как нижняя пластина имеет дефицит электронов. Конденсатор содержит некоторую электростатическую энергию, и на конденсаторе имеется напряжение.

Танковая цепь

Когда переключатель S замкнут, конденсатор разряжается, и ток течет через индуктор. Из-за индуктивного эффекта ток медленно нарастает до максимального значения. Как только конденсатор разряжается полностью, магнитное поле вокруг катушки становится максимальным.

Индуктивный эффект

Теперь давайте перейдем к следующему этапу. Как только конденсатор полностью разряжен, магнитное поле начинает разрушаться и создает противо-ЭДС в соответствии с законом Ленца. Конденсатор теперь заряжается положительным зарядом на верхней пластине и отрицательным зарядом на нижней пластине.

Магнитное поле

Как только конденсатор полностью заряжен, он начинает разряжаться, создавая магнитное поле вокруг катушки, как показано на следующей принципиальной схеме.

Только конденсатор

Это продолжение зарядки и разрядки приводит к переменному движению электронов или колебательному току . Обмен энергией между L и C вызывает непрерывные колебания .

В идеальной цепи, где нет потерь, колебания будут продолжаться бесконечно. В практической схеме резервуара возникают такие потери, как резистивные и радиационные потери в катушке и диэлектрические потери в конденсаторе. Эти потери приводят к затухающим колебаниям.

Частота колебаний

Частота колебаний, создаваемых контуром бака, определяется компонентами контура бака, L и C. Фактическая частота колебаний – это резонансная частота (или собственная частота) контура резервуара, которая определяется как

fr= frac12 pi sqrtLC

Емкость конденсатора

Частота колебаний f o обратно пропорциональна корню квадратному из емкости конденсатора. Таким образом, если значение используемого конденсатора велико, периоды зарядки и разрядки будут большими. Следовательно, частота будет ниже.

Математически, частота,

fo propto1 sqrtC

Самоиндуктивность катушки

Частота колебаний f o пропорциональна квадратному корню из самоиндуктивности катушки. Если значение индуктивности велико, противодействие изменению тока больше, и, следовательно, время, необходимое для завершения каждого цикла, будет больше, что означает, что период времени будет больше, а частота будет ниже.

Математически, частота,

fo propto1 sqrtL

Объединяя оба приведенных выше уравнения,

fo propto frac1 sqrtLC

fo= frac12 pi sqrtLC

Приведенное выше уравнение, хотя и указывает выходную частоту, соответствует собственной частоте или резонансной частоте контура резервуара.