इलेक्ट्रॉनिक जनरेटर

जनरेटर ही इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे आहेत जी आवश्यक वारंवारता आणि शक्तीच्या विविध स्वरूपांसह थेट विद्युत् स्त्रोताच्या उर्जेचे पर्यायी वर्तमान उर्जेमध्ये (विद्युत चुंबकीय दोलन) रूपांतरित करतात.

रेडिओ प्रसारण, औषध, रडारमध्ये वापरले जाणारे इलेक्ट्रॉनिक जनरेटर, अॅनालॉग-टू-डिजिटल कन्व्हर्टर्स, मायक्रोप्रोसेसर प्रणाली इत्यादींचा भाग आहेत.

कोणतीही इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली अंतर्गत किंवा बाह्य जनरेटरशिवाय पूर्ण होत नाही जी त्याच्या ऑपरेशनची गती निर्धारित करते. जनरेटरसाठी मूलभूत आवश्यकता - कंपन वारंवारता स्थिरता आणि पुढील वापरासाठी त्यांच्याकडून सिग्नल काढण्याची क्षमता.

इलेक्ट्रॉनिक जनरेटरचे वर्गीकरण:

1) आउटपुट सिग्नलच्या स्वरूपानुसार:

- साइनसॉइडल सिग्नल;

- आयताकृती सिग्नल (मल्टीव्हायब्रेटर);

— रेखीय बदलणारे व्होल्टेज सिग्नल (CLAY) किंवा त्यांना सॉटूथ व्होल्टेज जनरेटर असेही म्हणतात;

- विशेष आकाराचे संकेत.

2) व्युत्पन्न केलेल्या दोलनांच्या वारंवारतेपासून (सशर्त):

- कमी वारंवारता (100 kHz पर्यंत);

— उच्च वारंवारता (100 kHz वरील).

3) उत्तेजनाच्या पद्धतीद्वारे:

- स्वतंत्र (बाह्य) उत्तेजनासह;

- स्वयं-उत्तेजनासह (ऑटोजनरेटर).

ऑटोजनरेटर - एक स्वयं-उत्साही जनरेटर, बाह्य प्रभावाशिवाय, ऊर्जा स्त्रोतांच्या ऊर्जेचे सतत कंपनात रूपांतरित करते, उदाहरणार्थ, कंपन सर्किट.

आकृती 1 — जनरेटरचा ब्लॉक आकृती

इलेक्ट्रॉनिक जनरेटर सर्किट्स (आकृती 1) एम्पलीफायर्स सारख्याच योजनांनुसार तयार केले जातात, फक्त जनरेटरमध्ये इनपुट सिग्नल स्त्रोत नसतो, ते सकारात्मक अभिप्राय सिग्नल (पीआयसी) द्वारे बदलले जाते. आम्ही तुम्हाला स्मरण करून देतो की अभिप्राय म्हणजे आउटपुट सिग्नलचा भाग इनपुट सर्किटमध्ये हस्तांतरित करणे. फीडबॅक लूप स्ट्रक्चरद्वारे आवश्यक वेव्हफॉर्म प्रदान केले जाते. दोलन वारंवारता सेट करण्यासाठी, ओएस सर्किट्स एलसी किंवा आरसी सर्किट्सवर तयार केले जातात (फ्रिक्वेंसी कॅपेसिटर रिचार्ज वेळ निर्धारित करते).

PIC सर्किटमध्ये व्युत्पन्न होणारा सिग्नल अॅम्प्लिफायरच्या इनपुटवर लागू केला जातो, K फॅक्टरद्वारे वाढविला जातो आणि आउटपुटवर पाठविला जातो. या प्रकरणात, आउटपुटमधील सिग्नलचा काही भाग पीआयसी सर्किटद्वारे इनपुटवर परत केला जातो, जेथे तो K च्या घटकाद्वारे कमी केला जातो, ज्यामुळे जनरेटरच्या आउटपुट सिग्नलचे स्थिर मोठेपणा राखता येते.

स्वतंत्र बाह्य उत्तेजना (निवडक अॅम्प्लीफायर) असलेले ऑसिलेटर हे संबंधित आंशिक श्रेणीसह पॉवर अॅम्प्लीफायर आहेत, ज्याचे इनपुट हे ऑसिलेटरकडून विद्युत सिग्नल आहे. या. फक्त ठराविक वारंवारता बँड वाढवला जातो.

आरसी जनरेटर

कमी-फ्रिक्वेंसी जनरेटर तयार करण्यासाठी, ऑपरेशनल अॅम्प्लिफायर्स सामान्यतः वापरले जातात, जसे की PIC सर्किट, sinusoidal oscillations ची दिलेल्या वारंवारता f0 प्रदान करण्यासाठी RC सर्किट स्थापित केले जातात.

RC सर्किट्स हे फ्रिक्वेंसी फिल्टर्स आहेत-डिव्हाइस जे विशिष्ट वारंवारता श्रेणीमध्ये सिग्नल पास करतात आणि चुकीच्या श्रेणीमध्ये जात नाहीत.या प्रकरणात, फीडबॅक लूपद्वारे, अॅम्प्लिफायरला अॅम्प्लिफायरच्या इनपुटवर परत दिले जाते, याचा अर्थ असा होतो की केवळ विशिष्ट वारंवारता किंवा वारंवारता बँड वाढविला जातो.

आकृती 2 मुख्य प्रकारचे फ्रिक्वेन्सी फिल्टर आणि त्यांची वारंवारता प्रतिसाद (AFC) दर्शवते. वारंवारता प्रतिसाद फिल्टरची बँडविड्थ वारंवारताचे कार्य म्हणून दर्शवितो.

आकृती 2 — वारंवारता फिल्टरचे प्रकार आणि त्यांची वारंवारता प्रतिसाद

फिल्टरचे प्रकार:

- लो-पास फिल्टर (LPF);

- उच्च-पास फिल्टर (HPF);

- बँड पास फिल्टर्स (बीपीएफ);

— ब्लॉकिंग फ्रिक्वेन्सी फिल्टर्स (FSF).

फिल्टर्स कट-ऑफ फ्रिक्वेंसी fc द्वारे दर्शविले जातात ज्याच्या वर किंवा खाली सिग्नलचे तीव्र क्षीणन असते. पासबँड आणि नकार फिल्टर देखील IFP (RFP नॉन-पास) बँडविड्थ द्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत.

आकृती 3 साइनसॉइडल जनरेटरचे आकृती दर्शवते. प्रतिरोधक R1, R2 च्या OOS सर्किट वापरून आवश्यक लाभ सेट केला जातो. या प्रकरणात, पीआयसी सर्किट एक बँडपास फिल्टर आहे. रेझोनंट फ्रिक्वेंसी f0 सूत्रानुसार निर्धारित केली जाते: f0 = 1 / (2πRC)

व्युत्पन्न केलेल्या दोलनांची वारंवारता स्थिर करण्यासाठी, क्वार्ट्ज रेझोनेटर्सचा वापर वारंवारता ट्यूनिंग सर्किट म्हणून केला जातो. क्वार्ट्ज रेझोनेटर ही एक पातळ खनिज प्लेट आहे जी क्वार्ट्ज धारकामध्ये बसविली जाते. तुम्हाला माहीत आहे म्हणून, क्वार्ट्ज आहे पायझोइलेक्ट्रिक प्रभाव, ज्यामुळे ते इलेक्ट्रिकल ऑसीलेटिंग सर्किटच्या समतुल्य आणि रेझोनंट गुणधर्म असलेली प्रणाली म्हणून वापरणे शक्य होते. क्वार्ट्ज प्लेट्सची रेझोनंट फ्रिक्वेन्सी काही किलोहर्ट्झपासून हजारो मेगाहर्ट्झ पर्यंत असते आणि सामान्यत: 10-8 आणि त्याहून कमी क्रमाने अस्थिरता असते.

आकृती 3 — आरसी साइन वेव्ह जनरेटरचे आकृती

मल्टीव्हायब्रेटर हे इलेक्ट्रॉनिक जनरेटर आहेत स्क्वेअर वेव्ह सिग्नल.

मल्टीव्हायब्रेटर बहुतेक प्रकरणांमध्ये मास्टर ऑसीलेटरचे कार्य करते जे पल्स किंवा डिजिटल अॅक्शन सिस्टममध्ये त्यानंतरच्या नोड्स आणि ब्लॉक्ससाठी ट्रिगर इनपुट पल्स व्युत्पन्न करते.

आकृती 4 आयओयू-आधारित सिमेट्रिक मल्टीव्हायब्रेटरचे आकृती दर्शविते. सममित — आयताकृती नाडीची नाडी वेळ विराम वेळ tpause = tpause सारखी असते.

IOU सकारात्मक अभिप्रायाने कव्हर केले आहे — एक सर्किट R1, R2 सर्व फ्रिक्वेन्सीवर समान रीतीने कार्य करते. नॉन-डिफ्लेक्टिंग इनपुटवरील व्होल्टेज स्थिर आहे आणि प्रतिरोधक R1, R2 च्या प्रतिकारांवर अवलंबून आहे. मल्टीव्हायब्रेटरचे इनपुट व्होल्टेज आरसी सर्किटद्वारे ओओएस वापरून तयार केले जाते.

आकृती 4 — सममितीय मल्टीव्हायब्रेटरची योजनाबद्ध

आउटपुट व्होल्टेज पातळी + Us वरून -Us आणि उलट बदलते.

आउटपुट व्होल्टेज Uout = + Usat असल्यास, कॅपेसिटर चार्ज केला जातो आणि इनव्हर्टिंग इनपुटवर कार्य करणारा व्होल्टेज Uc वेगाने वाढतो (चित्र 5).

समानता Un = Uc सह, आउटपुट व्होल्टेज Uout = -Us मध्ये एक तीव्र बदल होईल, ज्यामुळे कॅपेसिटरचे ओव्हरचार्जिंग होईल. समानता -Un = -Uc वर पोहोचल्यावर, Uout ची स्थिती पुन्हा बदलेल. प्रक्रिया पुनरावृत्ती होते.

आकृती 5 — मल्टीव्हायब्रेटर ऑपरेशनसाठी वेळ रेखाचित्रे

RC सर्किटची वेळ स्थिरता बदलल्याने बदल होतो कॅपेसिटरचे चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग वेळ, आणि म्हणून मल्टीव्हायब्रेटरची दोलन वारंवारता. याव्यतिरिक्त, वारंवारता PIC पॅरामीटर्सवर अवलंबून असते आणि सूत्रानुसार निर्धारित केली जाते: f = 1 / T = 1 / 2t आणि = 1 / [2 ln (1 + 2 R1 / R2)]

t आणि ≠ tp साठी असममित आयताकृती दोलन प्राप्त करणे आवश्यक असल्यास, असममित मल्टीव्हायब्रेटर वापरले जातात, ज्यामध्ये कॅपेसिटर वेगवेगळ्या सर्किट्समध्ये वेगवेगळ्या वेळ स्थिरांकांसह रिचार्ज केला जातो.

एक सिंगल व्हायब्रेटर (वेटिंग मल्टीव्हायब्रेटर) इनपुटवर शॉर्ट ट्रिगर पल्सच्या संपर्कात आल्यावर आवश्यक कालावधीची आयताकृती व्होल्टेज पल्स तयार करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. मोनोव्हिब्रेटर्सना बर्‍याचदा इलेक्ट्रॉनिक वेळ विलंब रिले म्हणतात.

तांत्रिक साहित्यात बरेच काही आहे. वन-शॉटचे नाव वेटिंग मल्टीव्हायब्रेटर आहे.

मोनोव्हायब्रेटरमध्ये दीर्घकालीन स्थिर स्थिती असते, ट्रिगर पल्स लागू होण्यापूर्वी तो समतोल असतो. दुसरी संभाव्य स्थिती तात्पुरती स्थिर आहे. युनिव्हाइब्रेटर ट्रिगर पल्सच्या कृती अंतर्गत या अवस्थेत प्रवेश करतो आणि त्यात मर्यादित काळासाठी टीव्ही असू शकतो, त्यानंतर तो आपोआप त्याच्या प्रारंभिक स्थितीत परत येतो.

सिंगल-शॉट डिव्हाइसेससाठी मुख्य आवश्यकता म्हणजे आउटपुट पल्सच्या कालावधीची स्थिरता आणि त्याच्या प्रारंभिक स्थितीची स्थिरता.

रेखीय व्होल्टेज जनरेटर (CLAY) नियतकालिक सिग्नल तयार करतात जे रेखीय (सॉटूथ पल्स) बदलतात.

Sawtooth डाळी कार्यरत स्ट्रोक tp कालावधी, रिटर्न स्ट्रोक टू कालावधी आणि मोठेपणा उम (आकृती 6, b) द्वारे दर्शविले जाते.

वेळेवर व्होल्टेजचे रेखीय अवलंबन तयार करण्यासाठी, स्थिर प्रवाह असलेल्या कॅपेसिटरचा चार्ज (किंवा डिस्चार्ज) बहुतेकदा वापरला जातो. CLAY ची सर्वात सोपी योजना आकृती 6, a मध्ये दर्शविली आहे.

जेव्हा ट्रान्झिस्टर व्हीटी बंद असतो, तेव्हा कॅपेसिटर C2 विद्युत पुरवठा द्वारे चार्ज केला जातो अप रेझिस्टर R2 द्वारे. या प्रकरणात, कॅपेसिटरमधील व्होल्टेज आणि म्हणून आउटपुटमध्ये रेषीयपणे वाढते.जेव्हा सकारात्मक नाडी पायावर येते, तेव्हा ट्रान्झिस्टर उघडतो आणि कॅपेसिटर त्याच्या कमी प्रतिकाराद्वारे वेगाने डिस्चार्ज होतो, ज्यामुळे आउटपुट व्होल्टेज शून्यावर जलद कमी होते—आणि त्याउलट.

CLAY चा वापर CRT मधील बीम स्कॅनिंग उपकरणांमध्ये, अॅनालॉग-टू-डिजिटल कन्व्हर्टर्स (ADCs) आणि इतर रूपांतरण उपकरणांमध्ये केला जातो.

आकृती 6 — अ) रेखीय बदलत्या व्होल्टेजच्या निर्मितीसाठी सर्वात सोपी योजना ब) ट्रायॉन पल्सचा वेळ आकृती.