русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Лекция №10 Транзисторные преобразователи частоты.


Дата добавления: 2014-05-29; просмотров: 5548; Нарушение авторских прав


Гидроминеральные ресурсы являются одними из основных природных лечебных факторов, используемых в санаторно-курортной практике. К ним относятся минеральные воды и лечебные грязи.

Минеральные воды

Минеральные воды это сложные растворы, в которых компоненты находятся в виде ионов, недиссоциированных (несвязанных) молекул, коллоидных частиц (мелко раздробленных, смешанных в растворе) и растворенных газов. Их химический состав точно известен, однако искусственно подобранный состав той же самой воды неравноценен природному.Минеральные воды характеризуют следующие основные показатели.

Состав.В зависимости от состава анионов и катионов выделяют следующие виды минеральных вод:

а) по преобладающее аниону – хлоридные, гидрокарбонатные, сульфатные;

б) по преобладающему катиону –натриевые, кальциевые, магниевые;

в) по содержанию газов –сульфидные, углекислые, радоновые;

г) по содержанию биологически активных микрокомпонентов –железистые, мышьякосодержащие, йодо-бромные.

Состав минеральных вод обычно указывается на этикетках бутылок и на табло в водолечебницах.

Минерализация это сумма растворенных в воде веществ без газов (измеряется в г/л, обозначается М).

В принципе все воды, в том числе и пресные, имеют ту или иную степень минерализации (кроме дистиллированной воды – H2O в чистом виде). Считается, что к минеральным водам относятся воды с минерализацией больше 2 г/л.

По степени минерализации различают воды питьевого и бальнеологического назначения («бальнео»– ванна).

Водыпитьевого назначения:

а) лечебно-столовые:

- слабоминерализованные, М < 2 г/л,

- маломинерализованные, М = 2-5 г/л;

б) лечебно-питьевые - среднеминерализованные, М = - 5,1-10 г/л.

Применять эти воды можно только по назначению врача. Причем надо знать, как принимать: до, после, во время еды; также очень важна их температура. Лечебное действие минеральных вод питьевого назначения проявляется по активности их ионного состава или по действию специфических биологически активных микрокомпонентов. Очень важно при их применении знать их кислотность (рН). Этот показатель учитывается при лечении конкретного больного.



Воды бальнеологического назначения (М>10,1 г/л) подразделяются на:

• высокоминерализованные, М = 10,1-35 г/л;

• рассольные, М =35,1-150 г/л,

• крепкие рассолы, М > 150 г/л;

• очень крепкие рассолы, М = 600 г/л (их обычно разбавляют пресной водой до нормальной минерализации).

Бальнеотерапия. При отпуске ванн на организм человека действуют химический состав воды, ее температура, механический фактор – гидростатическое давление воды, которое может быть усилено гидромассажем (подводный душ-массаж, виброустановки и каскады в бассейнах).

Лечебные ванны назначаются при заболеваниях сердечно-сосудистой и нервной систем, опорно-двигательного аппарата, эндокринной системы, кожи, гинекологических и др.

Температура воды имеет значение для сохранения в воде растворенных в ней газов (чем выше температура, тем быстрее газы улетучиваются). По температуре природные минеральные воды подразделяют на:

• холодные, t< 20°С;

• теплые, t = 21-36°С;

• горячие (термальные),t= 37-42°С;

• очень горячие (высокотермальные),t> 42 °С.

В природе встречаются выходы высокотермальных вод, температура которых достигает более 90 °С. В санаторной практике при отпуске ванн допускается температура не выше 38 °С.

Лечебные грязи

Лечебные грязи содержат вещества, подобные гормонам и витаминам, благодаря чему они являются биогенными стимуляторами (с одной стороны, имеют биологическое происхождение, с другой – стимулируют биологические процессы в организме человека). Формируются грязи в результате сложных биохимических процессов, происходящих под воздействием микроорганизмов.

Пресные грязи

• торфяные разложившиеся органические вещества растительного происхождения, минеральных веществ в них мало. Широко распространены в зонах избыточного увлажнения, в лесной зоне (таежная), где образовались болота. Богатые месторождения – Тверская, Вологодская, Новгородская области; в Подмосковье – Татищево (Дмитровский район), Орешки (Рузский район);

сапропель продукты разложения животных и растительных остатков на дне пресных водоемов. Это органические вещества с малой примесью минеральных. Сапропелевые грязи широко распространены на северо-западе европейской территории России, где отмечается наибольшаязаозеренность территории.

Иловые сульфидные грязи это отложения морских заливов, лиманов и соленых озер. Иногда имеют форму натечных образований вокруг источников минеральных вод (озерно-ключевые). Содержат сернистые соединения железа (Fe– биологически активный микрокомпонент). Распространение:Черное море (Одесские лиманы, Имеретинская бухта), Азовское море (Сиваш, Таганрогский и Темрюкским заливы), Белое море (Кандалакшская Губа), Японское море (Владивосток, залив Угловой); соленые озера: Кавказские Минеральные Воды (озеро Тамбукан), юг Красноярского края (озера Шира, Учум), Поволжье (озеро Эльтон) и др.; озерно-ключевые – Старая Русса (Новгородская обл.). Нижнее Ивкино,Усть-Качка(Предуралье).

Сопочные грязи результат подземной разгрузки термальных вод. Образуются в районах с месторождениями нефти и газа (углеводорода), где имеются толщи глинистых пород. Под действием газов и глубинных напорных вод на поверхность выходит измельченная глина в виде разжиженной массы серого цвета. Сопочные грязи характеризуются незначительным содержанием органики, но повышенной концентрацией микроэлементов: йода, брома, бора. Кроме того, глина растворена в минеральных водах с гидрокарбонатным и хлоридно-натриевым составом, поэтому сопочные грязи являются минерализованными. Распространение: Керченский п-ов (курорт Булганакские сопки), Таманский, Апшеронский п-ва, Грузия (курорт Ахтала), Туркмения и Южный Сахалин.

Гидротермальные грязи характерны для районов с активной вулканической деятельностью. Проявляются на участках выхода на поверхность горячих газопаровых струй с углекислым газом и сероводородом. Струи бьют под сильным давлением и растворяют породу, в результате образуется жидкая грязевая масса. В грязевом растворе преобладают сульфаты и резкая кислая реакция. В настоящее время гидротермальные грязи не применяются.

На организм человека грязи оказывают следующее действие:

• тепловое– эффект более высокий, чем в минеральных водах, так как грязь отличается высокой теплоемкостью и дольше сохраняет температуру; прогревание способствует расширению сосудов, соответственно ускоряются ток крови и процессы обмена;

• механическое– благодаря пластичности слой грязи сдавливает ткани и способствует распространению тепла на большую глубину;

• химическое– воздействие неорганических и органических биологически активных микроэлементов (Fе, Y, Вг, сульфиды, органические кислоты и т. д.) на функции систем организма человека: улучшение обменных процессов, кровообращения, питания тканей, укрепление иммунной системы, противоаллергическое действие;

• местное– грязь обладает адсорбционными свойствами - удаление с кожи и слизистых болезнетворных микроорганизмов (противовоспалительное, рассасывающее, обезболивающее действие).

В грязехранилище грязь хранится под слоем соляного раствора РАППЫ. Пресные грязи после применения используют на удобрения, а иловые сульфидные закладывают в хранилища для регенерации. В течение полугода погибают все микробы, грязь очищается и снова готова к применению. Регенерацию обычно делают 1 раз.

 

Лекция №10 Транзисторные преобразователи частоты.

Вопросы:

1. Принцип построения и функционирования смесительной части преобразователей частоты.

2.Принцип построения и функционирования гетеродинов преобразователей частоты.

3. Типовые схемы построения транзисторных преобразователей частоты

4. Балансные преобразователи частоты на транзисторах

 

 

Вопрос 1Принцип построения и функционирования смесительной части преобразователей частоты.

Рассмотрим процесс преобразования частоты.

На рис. 1.1 по­казана схема преобразователя частоты на полевом транзисторе с каналом n-типа,

 
 

на рисунке 1.2 — на биполярном транзисторе типа p—п—р с нагрузкой в виде двухконтурного полосового фильтра с индуктивной связью между контурами.

 

 

Рисунок 2.1-Принциальная схема ПЧ на полевом транзисторе с каналом n-типа

Оба преобразователя отно­сятся к классу односеточных преобразователей (на­звание сохранилось от электровакуумных триодов), в которых напряжения сигнала и гетеродина воздействуют на одни и те же электроды (исток — затвор, эмиттер — база).

Смесительный прибор по отношению к сигналу может быть включен по схеме с общим истоком (эмиттером) или общим за­твором (базой).

Более предпочтительными являются схемы с ОИ (ОЭ), так как они обеспечивают лучшие шумовые показатели ПЧ (а значит, более высокую чувст­вительность РПУ и больший .

 
 

 

Рисунок 1.2-Принципиальная схема ПЧ на биполярном транзисторе типа

p-n-p типа с двухконтурным полосовым фильтром

Напряжение гетеродина может быть подано в цепь затвора (базы) или в цепь истока (эмиттера).

 
 

При подаче гетеродинного напряжения в цепь затвора (базы) (рисунке 1.1) удается реализо­вать больший , однако при подаче в цепь истока (эмиттера) получается лучшая стабильность и развязка между сигнальной цепью и гетеродином.

 

Рисунок 1.3-Структурная схема двухсеточного ПЧ на двухзатворном полевом транзисторе с изолированными затворами

 

Существенного ослабления (развязки) цепей сигнала и гете­родина можно добиться в двухсеточных преобразовате­лях, создаваемых на многосеточных лампах (гексодах, гептодах и др.) или на двухзатворных полевых транзисторах. На (рисунке 1.3) приведен пример двухсеточного преобразователя на двухзатворном полевом транзисторе с изолированными затворами с каналом п-типа.

 

Вопрос 2. Принцип построения и функционирования гетеродинов преобразователей частоты.

Для преобразования частоты в супергетеродинных приемни­ках на вход преобразовательного прибора необходимо подать вспомогательное напряжение высокой частоты. Такое напряжение создается специальным устройством, называемым гетеродином. В качестве гетеродина в приемниках используются как простейшие автогенераторы, так и сложные системы формирования высоко­стабильных напряжений.

Требования, предъявляемые к гетеродинам:

· обеспечение напряжений с заданными частотами и амплиту­дами;

· возможность перестройки в заданном диапазоне частот;

· высокая стабильность частоты генерируемых колебаний;

· постоянство амплитуды выходного напряжения;

· минимальный уровень гармоник.

Важнейшей задачей гетеродина является обеспечение высокой стабильности частоты. Нестабильность частоты гетеродина ока­зывает существенное влияние на параметры радиоприемника. Так, при этом изменяется промежуточная частота, а следовательно, спектр сигнала смещается, что ухудшает избирательность и ка­чество воспроизведения принимаемого сигнала.

Существуют различные способы повышения стабильности час­тоты гетеродинов. Параметрическая стабилизация осуществляет­ся уменьшением влияния дестабилизирующих факторов (темпе­ратуры, влажности, нестабильности источников питания и др.) на параметры элементов схемы гетеродина. Такой способ исполь­зуется, но не обеспечивает достаточной стабильности. Более вы­сокая стабильность частоты достигается с помощью- кварцевой стабилизации частоты.

Простейшие схемы гетеродина имеют относительную неста­бильность частоты 10-3...10-4 с применением параметрической или кварцевой стабилизации—10-5...10-6. Для многих професси­ональных приемников, где точность установки частоты гетеродина и ее высокая стабильность имеют важное значение для надежности связи, указанная стабильность оказывается недостаточной.

Поэтому применяют сложные схемы гетеродинов, например, спе­циальные синтезаторы частот, генераторы с многократным умно­жением частоты, квантовые генераторы и т. д.

 

Схемы простейших гетеродинов.

Простейшие гетеродины представляют собой однокаскадные автогенераторы на транзисторах или других электронных при­борах.

Схемы гетеродинов, применяемых в радиоприемниках, разли­чаются в основном видом .положительной обратной связи между выходной и входной цепями усилительного прибора. Обратная связь может быть индуктивной, автотрансформаторной или ем­костной. Очень часто применяют автогенераторы по трехточечной схеме, в которых колебательный контур соединен с усилительным, прибором в трех точках.

Схема гетеродина с индуктивной обратной связью приведена на рис. 5.8. Для самовозбуждения необходимо выполнение двух условий: баланса фаз и баланса амплитуд. Условие баланса фаз означает, что напряжение, поступающее с выходной цепи усили­тельного прибора на его вход должно совпадать по фазе с на­пряжением на входе, т. е. обратная связь должна быть положи­тельной. Условие баланса амплитуд означает, что амплитуда на­пряжения обратной связи должна быть достаточной для того чтобы в контур вносилась энергия, восполняющая все потери в нем.

В схеме с индуктивной обратной связью условие баланса фаз достигается соответствующим включением концов катушки обрат­ной связи, условие баланса амплитуд — подбором коэффициента обратной связи. Частота генерируемых колебаний определяется параметрами колебательного контура LKCK. Настройка гетероди­на на нужную частоту осуществляется конденсатором переменной емкости Ск. Постоянное напряжение смещения между базой и эмиттером снимается с делителя R1R2. Конденсатор Сс обеспе­чивает сопряжение настроек контуров гетеродина и преселектора. Конденсатор Сс обеспечивает сопряжение настроек контуров.

Конденса­тор Сф и резистор Rф образуют фильтр, устраняющий связи с другими каска­дами через общий источник питания Е.

Принцип работы гетеродина состо­ит в следующем. Колебания возника­ют в контуре LKCK при включении ис­точников питания. Часть напряжения на контуре поступает на базу транзистора VT и вызывает измене­ние тока коллектора с частотой колебаний контура. Ток коллекто­ра, проходя по катушке связи, наводит в катушке контура LK ЭДС. При этом в контур будет вноситься энергия источника питания, поддерживающая колебания заданной амплитуды в контуре.

рис. 5.8.Схема гетеродина с индуктивной обратной связью.

 

Схема гетеродина с автотрансформаторной обратной связью, приведенная на рис. 5.9, называется также индуктивной трехто­чечной схемой. Напряжение обратной связи снимается с части контура в точках 1—2 и подается во входную цепь транзистора. Колебательный контур транзистора включен в выходную цепь в точках 23. Назначение элементов схемы, а также принцип дей­ствия те же, что и в схеме с индуктивной связью.

 

 

рис. 5.9 Схема гетеродина с автотрансформаторной обратной связью.

 

Емкостная трехточечная схема автогенератора, используемого в качестве гетеродина, приведена на рис. 5.10. Напряжение обрат­ной связи в этой схеме снимается с емкостной ветви контура. На­значение элементов схемы и принцип ее действия такие же, как в схеме, собранной по индуктивной трехточке.

 

рис. 5.10. Емкостная трехточечная схема автогенератора

 

 

Вопрос 3 Типовые схемы построения транзисторных преобразователей частоты .

Принципиальная схема (преобразователя частоты с отдельным гетеродином приведена на рис. 3.1. В ней гетеродин собран по схеме автогенератора с индуктивной обратной связью на транзис­торе VT2, а преобразователь — на транзисторе VT1. Назначение элементов схемы и принцип работы преобразователя частоты описаны выше. Созданное гетеродином напряжение выделяется на колебательном (контуре LкгСкг. Часть этого напряжения пода­ется во входную цепь транзистора VT1 с катушки Lкг через кон­денсатор Сэ на резистор Rэ. На нем выделяется напряжение с час­тотой гетеродина. Оно оказывается приложенным к переходу эмиттер — база транзистора VT1 через катушку связи LCB1 и кон­денсатор Ср. Под действием большого напряжения гетеродина из­меняется коллекторный ток транзистора iк и крутизна ха­рактеристики. Одновременно с этим на базу транзистора VT1 по­дается напряжение сигнала. В результате перемножения двух напряжений в выходном токе пре­образователя появляются комби­национные частоты. На одну из них, например fг—fc, настроен выходной контур LKCK, на кото­ром создается напряжение про­межуточной частоты.

При переключении приемника с одной станции на другую про­межуточная частота должна ос­таваться постоянной. Чтобы разность частот fг—fс = fпр была постоянной, контур гетеродина дол­жен перестраиваться одновременно с контуром преселектора (входного устройства и У'РЧ). Одновременная настройка конту­ров достигается тем, что изменение емкостей конденсаторов вы­полняется с помощью одной ручки настройки. Такое конструктив­ное выполнение конденсаторов переменной емкости упрощает на­стройку приемника и при включении в контур гетеродина допол­нительных конденсаторов сопряжения Спосл и Спар обеспечивает постоянство разности частот fг—fс = fпр при перестройке приемни­ка с одной частоты сигнала на другую в пределах рабочего под­диапазона частот.

Достоинства схемы:

· простота регулировки;

· независимость режимов работы усилительных приборов пре­образователя частоты и гетеродина, что позволяет подобрать оп­тимальные режимы;

· возможность использования усилительных приборов с меньшей граничной частотой;

· устойчивая работа приемника вследствие малого влияния перестройки преселектора на частоту гетеродина.

Недостатки схемы:

· сложность (необходимо применение двух усилительных прибо­ров);

· увеличение потребления энергии и габаритных размеров;

· проникновение в антенну через контур входной цепи колеба­ний гетеродина;

· невозможность полного устранения взаимного влияния конту­ров гетеродина и входной цепи.

Схема с отдельным гетеродином применяется в радиовеща­тельных приемниках, а также в профессиональных и специального назначения.

Рис. 3.1. Принципиальная схема пре­образователя частоты с отдельным ге­теродином

Принципиальная схема преобразователя частоты с совмещен­ным гетеродином приведена на рис. 3.2.

В ней функции преоб­разователя частоты и гетеродина выполняет один и тот же тран­зистор VT1. Контур гетеродина образуется индуктивностью Lкг и конденсатором переменной емкости Скг. В колебательный кон­тур гетеродина включены конденсаторы сопряжения Спосл и Спар. Гетеродин выполнен по схеме с индуктивной обратной связью. Ко­лебательный контур LкгСкг включен в цепь эмиттер — база тран­зистора VT1. Обратная связь между выходной и входной цепями транзистора осуществляется с помощью катушки связи Lсв.г.

Напряжение сигнала с контура входной цепи (или УРЧ) .по­дается на базу транзистора VT1.

В результате перемножения напряжений с частотой сигнала и гетеродина в контуре L2 C2 будет выделяться напряжение промежуточной частоты fг-fс=fпр по­скольку контур настроен на промежуточную частоту.

рис.3.2 Принципиальная схема преобразователя частоты с совмещен­ным гетеродином

 

Достоинствами схемы преобразователя частоты с совмещенным гетеродином являются:

· простота,

· экономичность потребления электроэнергии (один транзистор).

Недостатки схемы:

· трудность обеспечения оптимального режима работы одновременно для пре­образователя частоты и гетеродина,

· низкая стабильность работы,

· сложность регулировки,

· высокий уровень нелинейных искажений.

 

Применяется эта схема в простых приемниках длинных и средних волн.

 

4. Балансные преобразователи частоты на транзисторах

 

Схема балансного преобразователя частоты на полевых тран­зисторах приведена на рис. 4.1. В этой схеме транзисторы VT2 и VT3 образуют два плеча. В балансных схемах одно из двух на­пряжений Uс или Uг должно действовать на оба (плеча синфазно, а другое — противофазно. В схеме на рис. 4.1 синфазно на истоки транзисторов VT2 и VT3 подается напряжение гетеродина Uг, а противофазно с выходов фазоинверсного каскада на тран­зисторе VT1 через конденсаторы CP1 и СР2 на затворы транзисто­ров VT2 и VT3 — напряжение сигнала. Напряжение питания на стоки транзисторов VT2 и VT3 подается через среднюю точку катушки L1. При балансе плеч токи источника питания I1и I2 вза­имно компенсируются, и напряжение на выходе будет равно ну­лю. Токи с частотой гетеродина в транзисторах имеют одинако­вые фазы. Протекая через катушку L1 в противоположных направ-, лениях, они взаимно компенсируются, и напряжение с частотой гетеродина в выходном контуре L2C2 равно нулю. Рабочая точка выбирается на нелинейном участке стоко-затворной характерис­тики резисторами R6 и R7. Под действием напряжения гетероди­на Uг крутизна характеристики обоих транзисторов будет изме­няться одинаково, так как Uг действует на оба транзистора в фа­зе. Поскольку напряжения поступают на затворы транзисторов в противофазе, то составляющие тока промежуточной частоты fnp=fг—fc или fnp =fc—fг будут также в противофазе. В результате вычи­тания токов в нагрузке преобразо­вателя L2C2 будет выделена разностная составляющая, т. е. проме­жуточная частота.

В балансном преобразователе частоты, как и в двухтактном

усилителе, четные гармоники преобразуемого сигнала взаимно компенсируются, что сильно снижает нелинейные искажения. Кроме того, достигается компенсация составляющих промежуточ­ной частоты, обусловленных помехами.

 

 

Рис. 4.1. Схема балансного преобразова­теля частоты на транзисторах



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Тема: Оценка гидроминеральных и уникальных природных лечебных ресурсов | Введение в БД.


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.009 сек.