Осцилляторы их назначение и применение: Осцилляторы. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Осцилляторы. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Осциллятором называют систему, в которой периодически совершается повторение какого-либо показателя. Осцилляторы в технике играют важную роль, так как любая физическая система представляется в виде осциллятора. Элементарными осцилляторами можно назвать маятник и контур колебаний. Электрические осцилляторы выполняют преобразование постоянного тока в переменный, образуют колебания определенной частоты управляющей схемой.

Виды и устройство

Существует много различных видов осцилляторов:

• Синусоидальным сигналом.
• Прямоугольным сигналом.
• Пилообразным сигналом.
• Кварцевые осцилляторы.
• Треугольным сигналом.
• Низкой частоты.
• Высокой частоты.
• Переменной частоты.
• Постоянной частоты.

Осцилляторы Ройера

Чтобы превратить постоянное напряжение в прямоугольные импульсы, либо для создания электромагнитных колебаний для других нужд, можно использовать осциллятор Ройера. Его еще называют генератором. Такое устройство состоит из двух биполярных транзисторов, двух резисторов, двух емкостей, а также трансформатор.

Транзисторы функционируют в режиме ключей, трансформатор дает возможность создать обратную связь, разъединить гальванически первичную и вторичную обмотки.

В начальный период времени, при подаче напряжения незначительные токи коллектора начинают протекать от источника по транзисторам. Транзистор VТ1 откроется раньше, магнитный поток, который пересекает обмотки, будет повышаться, а ЭДС обмоток будет также расти. В основных обмотках 1 и 4 ЭДС будут такими, что транзистор VТ1 откроется, а другой транзистор VТ2 закроется.

Ток коллектора VТ1 и магнитный поток в трансформаторе будут повышаться до момента его насыщения. В этот момент ЭДС обмоток будет равна нулю. При этом коллекторный ток транзистора VТ1 станет уменьшаться.

Полярность ЭДС обмоток изменится на обратную, и транзистор VТ1 станет закрываться, а транзистор VТ2 откроется, так как основные обмотки симметричны.

Коллекторный ток VТ2 будет повышаться до момента, когда прекратится повышение магнитного потока, и когда ЭДС обмоток снова станет нулевой, коллекторный ток VТ2 станет снижаться, магнитный поток – уменьшаться, ЭДС изменит свою полярность. VТ2 закроется, при этом откроется транзистор VТ1, и весь процесс повторится.

Частота осциллятора Ройера взаимосвязана с параметрами блока питания и со свойствами магнитопровода по следующей зависимости:

U п — напряжение; ω — число витков; S — сечение сердечника; B _н — индукции.

При насыщении сердечника ЭДС будет неизменной, поэтому при подключении нагрузки к вторичной обмотке, форма импульсов ЭДС станет прямоугольной. Сопротивления в основных цепях транзисторов выравнивают функционирование преобразователя, а емкости помогают оптимизировать форму напряжения на выходе.

Генераторы Ройера могут функционировать на частотах, достигающих нескольких сотен кГц. Это зависит от магнитных характеристик магнитопровода трансформатора.

Сварочные осцилляторы

Чтобы облегчить поджигание дуги во время сварки и для ее устойчивости используют так называемые сварочные устройства. Это генераторы повышенной частоты, служащие для эксплуатации с обычными источниками напряжения. Сварочный осциллятор выполнен в виде искрового генератора колебаний на основе повышающего трансформатора низкой частоты с разностью потенциалов на вторичной обмотке до 3000 вольт.

В схеме также имеется блокировочный конденсатор, обмотка связи, контур колебаний, разрядник. С помощью контура колебаний, являющимся основной частью осциллятора, действует трансформатор высокой частоты.

Колебания ВЧ проходят по трансформатору, и ВЧ напряжение поступает на дуговой зазор. Блокировочная емкость предохраняет шунтирование источника напряжения дуги. В цепь сварки также входит дроссель для качественной изоляции обмотки.

Сварочный осциллятор до 0,3 кВт выдает импульсы в несколько мс. Этого хватает для быстрого поджигания электрической дуги. Ток ВЧ и высокого напряжения накладывается на действующую сварочную цепь.

Виды сварочных осцилляторов

• Постоянные.
• Импульсные.

Устройства постоянного действия функционируют без перерыва при сварке, образуя дугу наложением дополнительного тока ВЧ и напряжения до 6 кВ. Возбуждение электрической дуги осуществляется с помощью наложения высокой частоты на токоведущие части. Дуга может возникать без касания электрода со свариваемыми деталями. Такой ток не причиняет вреда работнику, если соблюдены все требования охраны труда. Электрическая дуга ВЧ тока горит ровным пламенем даже при незначительном токе.

Большей эффективностью обладают сварочные аппараты при последовательной схеме включения, так как при этом нет необходимости в высоковольтной защите. В процессе эксплуатации от разрядника слышны легкие потрескивания по промежутку до двух миллиметров. Этот зазор настраивают перед началом сварки специальным регулировочным винтом, при отключенном питании.

При работе на сварочном аппарате от переменного тока применяют импульсные устройства, которые способны поджечь электрическую дугу при изменении полярности тока. Это такие аппараты, которые предназначены для подачи синхронных импульсов в тот момент, когда меняется полярность. Вследствие этого намного упрощается повторное образование электрической дуги.

Это дает возможность уменьшить напряжение холостой работы трансформатора до 40 вольт. Импульсные устройства используют только для сварки с применением защитных газов неплавящимися электродами. Импульсные сварочные устройства имеют повышенную устойчивость в работе, по сравнению с обычными осцилляторами. Они не образуют радиопомех, однако, из-за нехватки напряжения не могут обеспечить дугу без осциллятора на первоначального розжига и импульсного возбудителя.

В устройство такого осциллятора входят специальные емкости, получающие заряд от особого блока питания. Они поддерживают стабильное горение дуги.

Такое устройство используется для сварки электродами для обработки аргона, цветных металлов, а также и обычными электродами.

Принцип действия

Основной процесс действия электрического осциллятора можно показать на примере контура колебаний, который состоит из конденсатора С и индуктивности L. После подключения выводов заряженного конденсатора с катушкой, он начинает разряжаться. Вследствие чего энергия конденсатора медленно модифицируется в электромагнитное поле.

После полного разряда емкости, энергия переходит в катушку. После этого заряд продолжает перемещаться по катушке, и снова заряжает конденсатор в обратной полярности, какая была сначала.

Затем конденсатор снова начинает разряжаться на катушку. И так все периоды колебаний этот процесс будет иметь повторения, до тех пор, пока не затухнут колебания вследствие рассеивания энергии в диэлектрике между пластинами емкости, на сопротивлении обмотки катушки.

В этом примере контур колебаний — наиболее простой осциллятор. В нем происходят изменения показателей: индукции, тока, напряженности, напряжения между пластинами емкости, заряда емкости. При этом существуют затухающие свободные колебания.

Для того, чтобы сделать колебания незатухающими, требуется восполнение рассеивания электрической энергии. При восполнении энергии необходимо следить за тем, чтобы амплитуда колебаний оставалась постоянной, и не выходила за пределы заданной величины. Чтобы достигнуть выполнения этой задачи в схему включают цепь обратной связи.

В результате осциллятор становится схемой усилителя с обратной связью. В этой схеме часть выходного сигнала поступает на активный элемент управляющей схемы. Итогом ее действия в колебательном контуре возникают синусоидальные колебания, которые имеют неизменную частоту и амплитуду. Другими словами синусоидальные осцилляторы функционируют благодаря притоку энергии, поступающей от активных элементов к пассивным. При этом процесс поддерживается с помощью цепи обратной связи. Форма колебаний изменяется незначительно.

Требования к использованию

Для того, чтобы применять осцилляторы, необходима их регистрация в специальных органах электросвязи.

Также необходимо соблюдать и другие условия эксплуатации:

• Устройство можно применять как снаружи помещений, так и в закрытых пространствах.
• Перед началом работы необходимо подключить аппарат к контуру заземления.
• Запрещается применять устройство в условиях сильной запыленности, с наличием паров или химических агрессивных газов.
• Функционирование осциллятора разрешается при величине атмосферного давления до 106 килопаскалей, влажность должна быть не более 98%.
• Эксплуатационный диапазон температур должен находиться в интервале – 10 +40 градусов.
• Запрещается эксплуатация устройства вне помещений при снеге или дожде.

В настоящее время в торговой сети осцилляторы широко представлены в специализированных магазинах. Также его можно изготовить самостоятельно. Чтобы изготовить осциллятор своими руками, необходимы специальные знания в электротехнике по вопросам подключения электрических цепей, правильный выбор составных частей и деталей. Основным элементом является трансформатор высокого напряжения.

Самодельные осцилляторы можно изготовить по самой элементарной схеме. В состав устройства будет входить трансформатор, регулирующий напряжение, и разрядник, который выдерживает прохождение мощной электрической дуги.

Управление устройства осуществляется кнопкой, которая одновременно подключает разрядник и подачу газа в область производства сварки. Высокочастотные импульсы, которые должны обеспечить надлежащую эффективность сварки, создаются трансформатором, имеющим высокое напряжение и разрядником.

На выходе такой сварочный аппарат имеет два контакта: положительный и отрицательный. По положительному электроду поступает ток от трансформатора, подключается к сварочной горелке, а второй провод подключается на свариваемые детали.

Меры безопасности

Для работы с осциллятором требуется квалификация и навык работы со сварочными аппаратами. При использовании подобных устройств требуется соблюдение безопасных приемов работы.

Во время эксплуатации необходимо непрерывно осуществлять контроль за правильностью подключений к сварочной цепи, контролировать надежность контактов на их качество соединения и исправность. Также при работе необходимо применять защитный кожух, который одевается и снимается с устройства только при отключенном питании. Также необходимо постоянно следить за состоянием разрядника, очищать его поверхность от нагара с помощью шлифшкурки.

Похожие темы:

Что такое осциллятор в сварке

Осциллятором является генератор повышенного напряжения высокой частоты для поджога сварочной дуги. Это устройство работает для возбуждения и стабилизации сварочной дуги, которое приспособлено для того, чтобы работать с серийными источниками питания постоянного или переменного тока.

Сварочным осциллятором является искровой генератор затухающих колебаний. Внутри него находится низкочастотный повышающий трансформатор ПТ. Его вторичное напряжение достигает 2 – 3 кВ. Также там расположен разрядник, колебательный контур, обмотки связи и обмотки блокировочного конденсатора. Обмотки, которые расположены внутри сварочного осциллятора, являют собой высокочастотный трансформатор.

В результате работы осциллятора высокочастотные колебания проходят через обмотку и прикладываются к дуговому промежутку. Конденсатор, предназначенный для блокировки, позволяет предотвратить шунтирование обмоткой дугового промежутка для напряжения в источнике питания.

Изоляцию обмотки осциллятора надежно защищает дроссель, который включен в сварочную цепь. Мощность сварочного осциллятора часто составляет 250 – 300 Вт. Продолжительность импульсов от сварочного осциллятора составляет десятки микросекунд.

Осцилляторы позволяют обеспечивать наложение тока с высоким напряжением, а также с высокой частотой на сварочную цепь. Осцилляторы разделяются на два типа:

• Возбудители сварочной дуги импульсивного питания;
• Возбудители сварочной дуги непрерывного действия;

К возбудителям дуги непрерывного действия относятся осцилляторы, которые работают совместно с источниками питания сварочной дуги и обеспечивают возбуждение самой дуги с помощью наложения на провода для сваривания тока под высоким напряжением. Напряжение в данном случае составляет 3 – 6 000 В. Частота равна 150 – 250 кГц.

Такой сварочный ток не является опасным для человека, если он будет внимательно следить за техникой безопасности и не пренебрегать ее правилами. Высокая частота позволяет обеспечить спокойное горение дуги, даже если сварочный ток основного источника слишком мал.

Осцилляторы последовательного включения являются наиболее эффективными, потому что не требуют установки в цепь источника специальной защиты, которая применяется для защиты от высокого напряжения. При работе осциллятора разрядник может издавать тихое потрескивание, а искровой зазор размером 1,6 – 2 миллиметра может быть установлен с помощью регулировочного винта. Однако это возможно только при отключенном осцилляторе. Также стоит иметь в виду то, что установить или отремонтировать осциллятор требует высокой квалификации по электротехническим специальностям.

При сваривании переменным током используются возбудители с импульсным питанием, которые вместе с первоначальным возбуждением дуги способствуют ее поджогу при изменении полярности переменного тока.

Стоит отметить, что сварочные осцилляторы при смене полярности переменного тока плохо выполняют повторные зажигания дуги.

 

Осцилляторы и их применение в трейдинге

Термин осциллятор происходит от слова oscillo, что в переводе с латинского означает «качаюсь». Осциллятор представляет собой систему, которая совершает колебания, т.е. показатели во времени периодически повторяются по определенной закономерности.
Простейшими примерами осцилляторов в физике можно считать колебательные контуры и маятники. В технике для наблюдения за поведением электрического сигнала и фиксированием его амплитудных значений по времени применяют осциллографы. График работы такого прибора представлен на Рис.1.

Рис.1. Осциллограмма электросигнала
Осциллятором в техническом анализе является математическое выражение, описывающее скорость движения цены с течением времени. Оно визуально представляется в виде графика (синусоида или осциллограмма). Осциллятор отличается от индикатора тем, что имеет свою шкалу измерения.
Изменение цены на торговой бирже происходит постоянно. Скорость данных изменений различна: то идет на одном уровне, то ускоряется, то снижается. Как раз снижение данной скорости при идущем понижательном или повышательном движении может являться первым признаком того, что данное ценовое движение в ближайшее время может измениться. Как раз подобные моменты следует использовать для открытия позиций, потому что за ними чаще всего начинаются периоды с высокой сменой цены, что как раз и позволяет при правильном подходе получить максимальную выгоду.
Технический анализ предусматривает разные методы прогнозирования ценовых движений. Данные методы можно отнести к двум крупным группам: аналитическим и графическим методам. Несмотря на то, что информация представлена графически, индикаторы и осцилляторы все же являются в техническом анализе аналитическими методами.

Сами осцилляторы можно разбить на 5 классов по функциональному назначению, впрочем, такое деление все же условно.

1. Измеряющие тренд
К осциллятором этого класса относятся те, которые измеряют тренд, его направление, продолжительность и силу. Они называются трендовыми осцилляторами. Примерами могут служить известные MACD, ADX и им подобные.

2. Измеряющие волатильность
Данные осцилляторы отображают меру изменчивости цен на ценные бумаги. Волатильность или изменчивость является мерой изменчивости цены по сравнению со средним или же предыдущим значением, рассчитанной за установленный промежуток времени. Наиболее известными осцилляторами данного класса являются CHV (Chaikin’s Volatility) и ATR (Average True Range), хотя есть немало других.

3. Измеряющие скорость цены
В данном классе осцилляторы измеряют скорость изменения цены за установленный промежуток времени. В эту группу входит множество популярных осцилляторов, включая Momentum, Stochastic Oscillator, RSI(Relative Strength Index), %R (Williams` %Range), CCI (Commodity Channel Index) и тому подобные. Эти осцилляторы носят название скоростных.

4. Измеряющие объем сделок
Осцилляторы данного класса созданы для измерения объема сделок, иногда для числа открытых позиций. Представителями данного класса являются On Balance Volume, Volume Oscillator (VO) и др. Подобные осцилляторы получили название объемных.

5. Измеряющие циклы
Данная группа осцилляторов применяется для выявления циклов, а также измерения их длины. К ней относятся MESA Sine Wave Indicator и Fibonacci Time Zones, а также др. Данные осцилляторы носят название циклических.

Варианты использования осцилляторов трейдерами
Цены двигаются повышательно или понижательно, а также в боковом направлении. Направленным движением является повышательное и понижательное, которые являются трендовыми. Описание индикаторов рассматривало «трендовые индикаторы», позволяющие предусмотреть возникновение на самой ранней стадии нового тренда, чтобы следовать за ним. Однако тренды появляются не очень часто, более половины всего времени движение цены идет именно в бок.

Боковое движение цены или флэт еще называют нетрендовым, так как нет ясно выраженного направления. Цена постоянно колеблется вверх-вниз, растет и падает в рамках достаточно узкого «коридора».

Тактики торговли, применяемые при боковом и трендовом рынке, отличаются очень сильно. Если при трендовом рынке в определенной ситуации надо покупать, то при боковом в тех же условиях следует продавать и наоборот. Логики торговли получаются противоположными, поэтому их называют трендовой и контртрендовой.

Осцилляторы разрабатывались для возможности обеспечить эффективную торговлю даже в условиях идущего бокового движения, применять контртрендовую тактику, ведь трендовая в данной ситуации практически не действует.

Есть большое количество методов расчета и отображения осцилляторов, но вот для «чтения» число методов невелико. Рассмотрим подробнее самые важные торговые сигналы, которые могут подать осцилляторы:

1. Зоны перекупленности и перепроданности
Наиболее важны те показатели осцилляторов, которые достигают предельных значений.
Так рынок считают перекупленным при нахождении осциллятора в верхней зоне получаемого графика. Данная зона получила название зоны перекупленности. На Рис. 2 она обозначена желтым цветом. На данном участке рекомендуется продавать (SELL).
Перепроданным считают рынок при нахождении осциллятора в нижней части графика, называемой зоной перепроданности. На Рис. 2 обозначена зеленой зоной. Такая ситуация требует покупать (BUY).

Рис. 2 Демонстрация зон перекупленности и перепроданности на графике осциллятора %R
Однако если осциллятор располагается в районе зоны перекупленности или в зоне перепроданности продолжительное время, то данная ситуация может свидетельствовать о развитии на рынке устойчивого тренда, тогда данное правило о покупке/продаже не действует. Так на Рис.3 как раз показана ситуация, когда при растущей цене осциллятор располагался именно в зоне перекупленности.

Рис. 3 Нахождение осциллятора во время роста цены в зоне перекупленности
2. Пересечение нулевой или средней линии
Когда кривая осциллятора движется в одном направлении с самой ценовой тенденцией рынка и при этом пересекает свою нулевую или среднюю (50%-ю) линию, то это тоже является знаком для принятия того или иного торгового решения. При пересечении снизу вверх рекомендуется покупать (BUY), а при движении сверху вниз – продавать. Данная ситуация приведена на Рис.4 и Рис.5.

Рис.4 Пересечение осциллятором RSI средней линии
Рис.5 Пересечение осциллятором MACD нулевой линии
3. Конвергенция/дивергенция или схождение/расхождение.
Такая ситуация является наиболее сильным сигналом тому, что скоро может произойти быстрая коррекция цен, а также возможна смена текущей тенденции на ей противоположную.

Сигналами для открытия позиций BUY и SELL чаще всего приходятся на моменты несогласованности движения осциллятора и графика цены.
При расхождении данных показателей, т.е. достижении максимума цены в то время, как осциллятор на новый максимум не поднимается (Рис.6), означает слабость нынешнего растущего тренда, поэтому рекомендуется приготовиться к скорому открытию коротких позиций продажи (SELL).
При схождении, когда цена падает до нового минимума в ситуации, когда осциллятор до нового минимума не снижается, речь идет о слабости нынешнего падающего тренда. В этом случае стоит готовиться открывать длинные позиции покупки (BUY).

Рис. 6 Осциллятор Momentum демонстрирует ситуации конвергенции/дивергенции или схождения/расхождения
4. Снижение активности торговли
Судя по активности, цена может находиться в двух фазах – пассивной или активной. Во время активной фазы наблюдаются серьезные изменения цены, что происходит чаще всего при трендовых движениях. В пассивной фазе ценовая активность низка. В основном на данном этапе идет боковое движение цены (или флэт). Данные фазы постоянно сменяют друг другу. И если пассивная фаза была достаточно продолжительной, то велика вероятность возникновения после нее мощного тренда.

Пассивная фаза отражается как низкие значения осциллятора. На Рис. 7 показано начало мощного растущего тренда после затяжного периода низких значений ATR-осциллятора.

[color=]ВНИМАНИЕ![/color][color=#f82e00][/color] У любого осциллятора может возникать множество ложных торговых сигналов. Для того чтобы различить действенные и ложные, следует применять осцилляторы в комбинации с индикаторами.

Рис. 7 Бычий тренд после периода низких значений согласно осциллятору ATR
5. Комбинирование осцилляторов с индикаторами.
Трейдеры предпочитают использовать сразу несколько осцилляторов, да еще и комбинировать их с индикаторами, устанавливая разные тайм-фреймы или периоды. Такой подход позволяет создать подобие торговой системы с несколькими разными инструментами для эффективного технического анализа в наличии.

Можно даже применять один осциллятор, но с 2-3 разными тайм-фреймами. Также берут 2-3 разных осциллятора, также устанавливая на них разные периоды.

Благодаря комбинированию удается снизить число ложных сигналов, что позволит более точно входить в рынок и вовремя выходить из него.
Комбинируют как осцилляторы между собой, так и осцилляторы с трендовыми индикаторами.
 
Есть несколько вариантов комбинирования:
Один скоростной осциллятор запускают с разными периодами. К примеру, трижды, с промежутками в 1, 5, 15 и 30 минут. При совпадении торговых сигналов на всех осцилляторах сделку на рынке совершают, а в случае разногласия данную сделку предпочитают пропустить.

Берут разные скоростные осцилляторы, для которых выставляют разные периоды, к примеру те же 1, 5, 15 и 30 минут. При совпадении торговых сигналов на всех осцилляторах сделку на рынке совершают, при несоответствии сделка остается пропущенной.

Берут 1-2 трендовых осциллятора (можно MACD и ADX или подобные) или 1-2 трендовых индикатора (можно MA, Alligator, Parabolic SAR или подобные), которые настраивают на длинные периоды ( от 15 минут до 2 часов к примеру). Дополнительно берут 1-2 скоростных осциллятора (можно RSI, Momentum и т.д.), которые следует настроить на более короткие периоды (к примеру от 1 до 15 минут). Далее если трендовые осцилляторы свидетельствуют о наличии растущего тренда, то применяют лишь те сигналы от скоростных осцилляторов, которые рекомендуют совершать покупку (BUY). При демонстрации трендовыми осцилляторами наличия падающего тренда, о скоростных осцилляторов принимают во внимание лишь сигналы на продажу (SELL).

Особенности осцилляторов. Рекомендации по использованию.
Осцилляторы обладают способностью предвосхищать будущие события. Эта их особенность проявляется в умении сигнализировать заранее о возможных изменениях цены. Это отличает их от скользящих средних, способных идти лишь за ценой, слегка запаздывая. Но в рынок лучше входить до изменения в ценодвижении. Так что некоторые трейдеры даже практикуют ориентироваться исключительно на график с осциллятором, график цены убирая с экрана.

Осцилляторы применяют в основном при боковом или флэтовом движении рынка. Их эффективность максимальна именно при движениях цены в достаточно узком «коридоре».

Не всегда следует торговать при боковом рынке. Торговля в данный период усложняется непредсказуемостью движения цены, хаотичностью скачков, что нередко ведет к возникновению убытков. Для определения неблагоприятных периодов в торговле также можно воспользоваться осциллятором. Как уже упоминалось, если скоростной осциллятор демонстрирует снижение скорости, то это чаще всего говорит о том, что трендовое движение близится к концу. Дополнительным сигналом того, что началась полоса бокового движения, можно считать снижение уровня волатильности. Так что распознать трендовые и нетрендовые движения можно при помощи контроля скорости движения цены и уровня ее волатильности.

Заработок на тренде значительно выше, чем на боковом движении. Это делает весьма полезными сигналы именно трендовых осцилляторов вроде ADX и MACD.

Создают осцилляторы в основном практикующие трейдеры и управляющие. Это позволяет воплотить в данном инструменте проверенный годами опыт работы трейдеров.

Осцилляторы очень разнообразны, обладают широкими возможностями разнообразного анализа рынка и трендов. Это делает их эффективными помощниками трейдера, который изучит особенности данных инструментов и получит практический опыт их применения.

Данный материал из учебника по техническому анализу: https://www.i-tt.ru/products/uchebnik-po-tehnicheskomu-analizu

Аналитический шпион — онлайн аналитика и торговые сигналы: http://analytic-spy.com/

Читать другие тематические статьи для трейдеров: http://analytic-spy.com/articles/allarticles

Софт для трейдеров и инвесторов — http://www.i-tt.ru/

Осцилляторы – Oscillators

Рис. 1 Осциллограмма электрического сигнала.

В техническом анализе осцилляторы – это математическое выражение скорости движения цены во времени, представленное на графике в виде осциллограммы или синусоиды. У осциллятора в отличие от индикатора есть собственная шкала измерения.

Цена на бирже постоянно изменяется: ее скорость то увеличивается, то снижается или сохраняется на одном уровне. Считается, что снижение скорости цены при повышательной или понижательной тенденциях является ранним предупредительным сигналом о том, что текущее ценовое движение может вскоре измениться. Именно такие моменты являются самыми выгодными для открытия позиции, так как за ними, как правило, следуют периоды, когда скорость быстро изменяется – именно в эти периоды и зарабатывается максимальная прибыль.

Разнообразные методы технического анализа работают на прогнозирование движения цены, эти методы можно разделить на две большие группы: графические методы и аналитические методы. Все индикаторы и осцилляторы относятся к аналитическим методам технического анализа.

По функциональному назначению все осцилляторы можно условно разбить на пять классов:

1. Измеряющие тренд

К ним относятся осцилляторы, служащие для измерения тренда, его направления, силы и продолжительности. К этому же классу относят такие известные осцилляторы, как ADX, MACD и другие. Такие осцилляторы называются трендовыми.

2. Измеряющие волатильность

Этот класс служит для измерения меры изменчивости цены ценной бумаги. Изменчивость или волатильность – это мера изменчивости цены относительно своего среднего или предыдущего значения за определенный период времени. К этому классу осцилляторов относятся: Average True Range (ATR), Chaikin’s Volatility (CHV) и другие.

3. Измеряющие скорость цены

Представители этого класса используются для измерения скорости изменения цены за определенный промежуток времени. Этот класс осцилляторов представлен очень широко, к нему принадлежат Momentum, Relative Strength Index (RSI), Commodity Channel Index (CCI), Stochastic Oscillator, Williams` %Range (%R) и другие. Такие осцилляторы называются скоростными.

4. Измеряющие объем сделок

Этот класс осцилляторов измеряет объем сделок, реже число открытых позиций. К таким осцилляторам относятся Volume Oscillator (VO), On Balance Volume и другие. Такие осцилляторы называются объемными.

5. Измеряющие циклы

Служат для выявления циклов и их длины, это Fibonacci Time Zones, MESA Sine Wave Indicator и другие. Такие осцилляторы называются циклическими.

Подходы использования осцилляторов в трейдинге.

Как мы уже знаем, цены могут двигаться понижательно, повышательно и в боковом направлении. Повышательное и понижательное движение относится к трендовому движению, то есть к направленному. В разделе индикаторы мы уже рассмотрели «трендовые индикаторы», которые позволяют отслеживать и предугадывать возникновение нового тренда на ранней стадии и следовать за ним.Но тренды случаются не так часто, больше половины времени цена движется в бок.

Напомню, что боковое ценовое движение (флэт) часто называют нетрендовым, так как выраженного направления в нем не наблюдается, цена то

растет, то падает, примерно одинаково изменяясь вверх и вниз, и двигается в пределах сравнительно узкого «коридора».

Суть в том, что тактики торговли при трендовом рынке и при боковом рынке отличаются как небо и земля. Там, где при трендовом рынке надо покупать, при боковом рынке надо продавать и, наоборот, где при тренде надо продавать, при боковом рынке нужно покупать. Такие противоположные логики торговли называются трендовая или контртрендовая.

Как раз осцилляторы и разработаны специально, чтобы эффективно торговать в условиях бокового движения на рынке по контртрендовой тактике, когда трендовая тактика малоэффективна.

Существует много методов расчета и построения осцилляторов, однако, способов их «чтения» не так уж и много. Наиболее важные торговые сигналы, подаваемые осцилляторами, приведены ниже:

1. Зоны перекупленности и перепроданности.

Показатели осцилляторов наиболее значимы, когда они достигают своих предельных значений. Рынок считается перекупленным, если осциллятор находится в верхней зоне графика или зоне перекупленности (Рис. 1, желтая зона), в этой зоне следует продавать (SELL). Рынок считается перепроданным, если осциллятор находится в нижней зоне графика или зоне перепроданности (Рис. 1, зеленая зона), в этой зоне рекомендуется покупать (BUY).

Чем отличается индикатор от осциллятора

Термины «Индикатор» и «Осциллятор» часто встречаются в стратегиях и торговых советниках. Их общее название — инструменты технического анализа, часть из которых встроена в платформы, часть нужно искать самому в интернете или заказывать написание собственного инструмента. На осцилляторах могут быть построены самостоятельные стратегии, но чаще всего они используются в качестве дополнительного инструмента.

Виды инструментов технического анализа

Ошибка, часто встречающаяся у начинающих трейдеров — непонимание сути применяемого инструмента и неумение анализировать результаты его работы. Индикаторы и осцилляторы применяются не в соответствии с их назначением. Последствия ошибки:

• неправильная трактовка сигнала;
• позднее или раннее открытие (закрытие) позиции, которое приводит к убытку или недополучению прибыли;
• неправильная комбинация технических инструментов, которые не выполняют своей функции и загромождают график;
• непонимание принципа работы инструмента препятствует правильной корректировке его настроек. Выставление взаимоисключающих настроек на двух разных инструментах делает стратегию нерабочей.

Индикаторы и осцилляторы имеют на графике одинаковое отображение, но в них заложен разный код, разные формулы, которые основываются на исторических данных.

Виды технических инструментов:

• трендовые индикаторы. Отслеживают текущую ситуацию и позволяют оценить направление тренда, его силу. Их применяют для анализа текущей ситуации, но для получения сигнала на открытие позиции комбинируют с другими инструментами. Трендовых индикаторов в базовом наборе любой платформы наибольшее количество. Примеры индикаторов — Parabolic SAR, Scalper MA;
• индикаторы объема. Позволяют отследить на рынке крупных игроков. Движение котировок зависит от спроса и предложения. И если в части случаев драйвером являются фундаментальные факторы, то движение могут задавать искусственно крупные игроки, которые объемами двигают рынок в ту или иную сторону. Индикаторы объема позволяют трейдеру определить, двигается ли тренд под давлением реального капитала или же движение ложное (коррекция, ценовой шум). Примеры индикаторов — Volumes, OBV;
• осцилляторы. Индикаторы, применяемые для подтверждения сигнала на открытие позиции. Если трендовые индикаторы относятся к опережающим (предугадывают ситуацию), то осцилляторы — запаздывающие индикаторы, которые подтверждают появившийся сигнал. Они показывают возможный разворот рынка, момент, когда рынок насыщен или покупателями, или продавцами. Подтверждением является разворот индикатора в верхней или нижней части графика и его движение в разворотном направлении. Примеры — RSI, стохастический осциллятор;
• графические индикаторы. Свечной анализ, графические фигуры — являются предупреждающими индикаторами. Зарождение графической фигуры говорит о том, как поведет себя тренд в дальнейшем. Примеры — пин-бар, молот, плечи.

Вывод: индикаторы и осцилляторы — это группа и подгруппа технических инструментов. Профессиональные трейдеры рекомендуют применять в стратегии по одному инструменту из первых трех групп, одновременно проверяя точность сигнала по графическому анализу. Если график кажется слишком загроможденным, можно использовать комбинированные инструменты (устанавливаются в МТ4). Пример — Trend Magic, построенный на трендовом индикаторе ATR и осцилляторе CCI.

Кремниевый осциллятор заменяет тактовый генератор на кварцевом или керамическом резонаторе — Компоненты и технологии

В большинстве практических приложений, использующих микроконтроллеры, кремниевые осцилляторы могут заменить тактовые генераторы на кварцевых и керамических резонаторах. Обладая такими преимуществами, как невосприимчивость к вибрации, ударным воздействиям и электромагнитным помехам (ЭМП), подобные осцилляторы имеют меньшие габариты и проще в обращении по сравнению с другими схемами. В работе рассматриваются основные типы тактовых генераторов, применяемых в микроконтроллерах, анализируются критерии выбора схемы генератора в зависимости от конкретной задачи, а также предлагается краткий обзор микросхем кремниевых осцилляторов, выпускаемых фирмой MAXIM.

Введение

Генераторы тактовых импульсных последовательностей являются неотъемлемыми элементами микроконтроллерной схемотехники. Критерий выбора тактового генератора, как правило, зависит от четырех основных параметров: точности, напряжения питания, габаритов и шума. Требования точности обычно определяются для данного приложения коммуникационными стандартами. Например, высокоскоростной порт USB требует суммарной точности тактового генератора ±0,25%. В противоположность этому системы без внешних коммуникаций могут функционировать совершенным образом при точности тактового генератора 5, 10 или даже 20%. В таких системах наиболее целесообразно использовать кремниевые осцилляторы благодаря их крайне низкой стоимости и простоте применения.

Большинство тактовых генераторов для микроконтроллеров может быть отнесено к двум основным типам:

• генераторы, основанные на использовании приборов с механическим резонансом, такие как кварцевые и керамические резонаторы;
• генераторы, основанные на использовании времязадающих RC-цепей в обратной связи активного элемента, или просто RC-генераторы.

Кремниевые осцилляторы (Silicon Oscillators, термин, используемый фирмой MAXIM) представляют собой полностью интегральную версию RC-генератора с дополнительными источниками тока, для увеличения стабильности согласованными с помощью подгонки резисторами и конденсаторами и термокомпенсирующими цепями.

Генераторы Пирса

Генераторы, основанные на кварцевых и керамических резонаторах, наиболее часто реализуются по схеме Пирса, в которой кварц или резонатор служит резонансным элементом в цепи обратной связи инвертирующего усилителя. Стабилизация такой схемы, компенсация фазового сдвига и управление усилением поддерживаются дополнительными резисторами и конденсаторами. Кроме того, резисторы обеспечивают демпфирование, необходимое для предотвращения перевозбуждения, которое может вывести из строя кварцевый резонатор.

На рис. 1 приведены две схемы генератора Пирса, использующих в качестве активного элемента (АЭ) CMOS логический инвертор. Это самая типичная реализация. И хотя она обычно менее стабильна и характеризуется большим энергопотреблением по сравнению с транзисторными схемами, но является простой и вполне приемлемой схемой для широкого диапазона практических приложений.

Рис. 1. Примеры простейших схем тактовых генераторов: а) схема Пирса с кварцевым или керамическим резонатором; б) RC-генератор с обратной связью

Сравнение основных схем тактовых генераторов

Тактовые генераторы, основанные на применении кристаллических и керамических резонаторов, в основе которых лежат их собственные механические резонансы, обеспечивают высокое значение начальной точности частоты колебаний и низкий температурный коэффициент. RC-генераторы характеризуются быстрым запуском (быстрым входом в режим) и низкой стоимостью, но отличаются малой точностью, зависящей от температуры окружающей среды и от изменения напряжения источника питания. Эта зависимость приводит к изменению частоты колебаний от 5 до 50% от номинального значения.

Схема, приведенная на рис. 1а, может вырабатывать тактовые импульсы высокой степени качества, однако их характеристики будут сильно зависеть от параметров окружающей среды, выбора компонентов схемы и топологии печатной платы. Керамические резонаторы и связанные с ним величины нагрузочных конденсаторов должны быть оптимизированы для работы с выбранным типом логических элементов. Кварцевые резонаторы, обладающие высокими значениями собственной добротности, чувствительны не столько к выбору типа усилительного элемента, сколько к смещению частоты и даже могут разрушаться при перегрузке. Внешние воздействия, например ЭМП, механические вибрации и ударные воздействия, влажность и температура, также оказывают влияние на работу генератора. Эти воздействия способны вызвать изменение частоты выходного сигнала, увеличение флуктуации частоты и фазы выходного сигнала и в ряде случаев могут привести к прекращению функционирования генератора.

Рассмотренные выше резонаторы используются при создании генераторных модулей, которые содержат все компоненты, необходимые для построения схемотехники генераторов, и обеспечивают при малом выходном сопротивлении выходной сигнал прямоугольной формы.

Функционирование генераторного модуля обеспечивается в пределах всего диапазона внешних условий. Самыми распространенными являются модули на резонаторах (кристаллические) и полностью интегральные кремниевые генераторные модули.

Кристаллические модули обеспечивают точность, сопоставимую с точностью схем генераторов, выполненных на дискретных элементах с дискретным кварцевым или керамическим резонатором.

Кремниевые генераторы являются более прецизионными по сравнению с RC-генераторами, выполненными на дискретных компонентах. Реализуемая ими точность частоты колебаний сопоставима с точностью генераторов, основанных на керамических резонаторах.

Энергопотребление

Энергопотребление — один из важных критериев выбора генератора. Потребление энергии кварцевым генератором, выполненным на дискретных компонентах, определяется главным образом током цепи обратной связи усилителя и величинами используемых в схеме конденсаторов. Энергопотребление усилителей, реализованных по CMOS-технологии, в значительной степени пропорционально рабочей частоте и может быть выражено величиной емкости, рассеивающей энергию. Величина емкости рассеяния логического инвертора типа HC04, который применяется в качестве инвертирующего усилителя, составляет примерно 90 пФ. При работе на частоте 4 МГц и источнике питания с напряжением 5 В это эквивалентно току потребления 1,8 мА. Схема кварцевого генератора на дискретных компонентах обычно содержит дополнительную емкостную нагрузку в 20 пФ. Таким образом, общий ток потребления возрастает до 2,2 мА.

Схемы с керамическими резонаторами обычно характеризуются большими значениями емкостной нагрузки по сравнению со схемами на кварцевых резонаторах, что приводит к еще большему току потребления при использовании аналогичного усилителя.

Для сравнения: генераторные модули с использованием кварцевых резонаторов, характеризуются током потребления от 10 до 60 мА, поскольку их схемотехника содержит цепи термокомпенсации и управления. Ток потребления кремниевых генераторов зависит от типа модуля и функции и может изменяться в пределах от нескольких мкА (для низкочастотных модулей сфиксированной частотой) до десятков мА (для программируемых модулей).

Выбор тактового генератора

Выбор оптимального тактового генератора для применения с конкретным типом микроконтроллера определяется комбинацией факторов, включающих точность, стоимость, энергопотребление и внешние воздействия.

В таблице 1 приведены сравнительные характеристики тактовых генераторов разных типов.

Таблица 1. Сравнительные характеристики тактовых генераторов

Краткий обзор микросхем кремниевых осцилляторов фирмы MAXIM

Выпускаемые фирмой микросхемы кремниевых осцилляторов с указанием их основных параметров приведены в таблице 2 (данные на конец 2005 г.).

Все указанные микросхемы устойчиво работают при напряжении питания от 2,7 до 5,5 В, что хорошо согласуется с типовыми напряжениями питания микроконтроллеров. Температурный диапазон гарантированной работоспособности всех схем составляет от –40 до +125 °С. Отсутствие в таблице параметров по потребляемому току для трех последних микросхем объясняется их недоступностью в открытом виде, что свидетельствует о новизне данных разработок.

Для иллюстрации возможностей кремниевых осцилляторов рассмотрим несколько подробнее две первые микросхемы из таблицы 2.

Таблица 2. Основные параметры кремниевых осцилляторов

1. MAX7375

Выходной сигнал схемы — последовательность прямоугольных импульсов с коэффициентом заполнения импульсной последовательности 50%. Схема генератора не содержит петли ФАПЧ и при включении не требует дополнительных элементов.

Микросхема предлагается с настройкой по стандартной и нестандартной сеткам частот в диапазоне от 600 кГц до 9.99 МГц.

Типовое включение микросхемы приведено на рис. 2.

Рис. 2. Типовое включение микросхемы

В обычном стандарте микросхема выпускается на набор фиксированных частот, данные о которых приведены в таблице 3.

Таблица 3. Набор фиксированных частот

На рис. 3 приведена топология подключения микросхемы MAX7375 для микроконтроллера MC68HC908.

Рис. 3. Микроконтроллер MC68HC908, с использованием микросхемы MAX7375

Кремниевые осциляторы обладают относительно низким выходным сопротивлением, и их выходной сигнал можно передавать на разумные растояния. Это делает размещение осцилятора на плате менее критичным.

Кроме того это позволяет одному осцилятору тактировать несколько устройств. Как и любой высокоскоростной сигнал, выход тактового генератора создает электромагнитное излучение при управлении сигналами синхронизации на удаленном расстоянии. Это излучение можно минимизировать включением резистора последовательно между сигнальным выходом микросхемы и входом каждого из управляемых устройств. Такой подход иллюстрируется рис. 4, на котором показано управление микросхемой MAX7375 двумя тактовыми входами.

Рис. 4. Последовательно включенные резисторы для минимизации электромагнитного излучения

2. MAX7376

Этот генератор тактовых импульсов совмещен с генератором сигнала Reset, что упрощает и удешевляет конструкцию микропроцессорных устройств. При производстве данная микросхема программируется на частоту в пределах диапазона от 32,768 кГц до 10 МГц в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4. Параметры микросхемы MAX7376

По заказу возможно программирование на любую частоту в диапазоне, указанном в таблице 2.

Структура микросхемы приведена на рис. 5.

Рис. 5. Структура микросхемы MAX7376

Типовая схема включения MAX7376 приведена на рис. 6.

Рис. 6. Типовая схема включения MAX7376

Выводы

Выбор оптимального тактового генератора для применения с конкретным типом микроконтроллера, определяется следующими факторами: его точностью, стоимостью, энергопотреблением, внешним воздействием, конструктивным исполнением, а также условиями эксплуатации.

Для систем без внешних коммутаций, в которых от контроллера не требуется работа с высокими тактовыми частотами и высокой стабильностью (например, многоканальные охранные системы сигнализации), наиболее целесообразно применение кремниевых осцилляторов. Такие генераторы в свете современного развития разнообразных измерительных и управляющих систем с использованием микроконтроллеров, представляют собой весьма перспективные в применении микросхемы.

Более подробную информацию по данному и смежным вопросам можно найти на сайте компании Maxim Integrated Products

Сварка алюминия. Оборудование.

Источники питания для сварки алюминия неплавящимся электродом

Окисная пленка на алюминии, мешающая сплавлению свари­ваемых кромок, разрушается без применения флюсов только на поверхности катодного пятна за счет катодного распыления. Пленку окислов на основном металле можно разрушить лишь тогда, когда основной металл является катодом, т. е. при сварке на обратной полярности. Но в случае сварки неплавящимся (вольфра­мовым) электродом обратная полярность неприемлема, так как на электроде, являющимся анодом, выделяется большое количе­ство тепла и вольфрам быстро оплавляется. При использовании же малых плотностей тока на электроде дуга горит неустойчиво и резко уменьшается глубина проплавления основного металла.

При сварке на прямой полярности пленка окислов не разру­шается, вследствие чего сплавление свариваемых кромок затруд­нено и получить сварное соединение высокого качества не пред­ставляется возможным. В связи с этим ручную дуговую сварку алюминия и его сплавов неплавящимся электродом в среде защит­ных газов выполняют на переменном токе. Причем в полупериоды обратной полярности сварочная ванна очищается от окисной пленки за счет катодного распыления. Пленка окислов размель­чается и интенсивно оттесняется к краям сварочной ванны. Неплавящийся электрод испытывает большую тепловую нагрузку. В полупериоды прямой полярности сильнее прогревается основной металл, температура неплавящегося электрода несколько сни­жается.

Так как сварочная ванна и капли присадочного металла защи­щены инертным газом, окисная пленка на поверхности ванны не образуется. Поверхность ванны остается зеркально чистой.

Электродами, между которыми возбуждается и горит дуга, яв­ляются вольфрамовый пруток и свариваемое изделие из алюми­ниевого сплава. Из-за различных физических состояний происхо­дит частичное выпрямление сварочного тока и напряжения. Так как мгновенные значения тока в полупериоды, когда катодом яв­ляется вольфрамовый пруток, больше соответствующих мгновен­ных значений тока в полупериоды, когда катодом является изделие, возникает постоянная составляющая сварочного тока. Опре­деляется она более интенсивной термоэлектронной эмиссией с по­верхности вольфрама, чем со свариваемого металла.

Постоянная составляющая может достигать 50% величины эффективного значения переменного тока. Она увеличивается с возрастанием тока и уменьшается с увеличением длины дуги, чистоты защитного газа и скорости сварки. При увеличении по­стоянной составляющей тока уменьшается зона катодного распыле­ния, а следовательно, ослабляется разрушение окисной пленки, затрудняется ведение сварки, уменьшается площадь проплавления основного металла, ухудшается формирование металла шва. Поэтому необходимо принимать специальные меры для уменьше­ния постоянной составляющей сварочного тока. В сварочной практике применяют три способа уменьшения ее: последователь­ное включение в сварочную цепь омического сопротивления, емкости или аккумуляторной батареи.

При сварке на переменном токе промышленной частоты в пе­риоды, когда катодом является вольфрамовый пруток, дуговой разряд протекает в основном за счет термоионной эмиссии. Это объясняется высокой температурой плавления и низкой темпера­туропроводностью вольфрама. При сварке алюминия и его спла­вов это обстоятельство обусловливает неодинаковые условия вос­становления дуги при прямой и обратной полярности. Если катодом является электрод, то дуга восстанавливается легко. Для обеспечения надежного восстановления дуги на обратной полярно­сти требуется источник с напряжением холостого хода около 200 в. Такое высокое напряжение холостого хода экономически нецеле­сообразно, и необходимы специальные меры по обеспечению безо­пасности работы сварщика.

Рис. 1. Схема установки для ручной газоэлектрической сварки переменным током:
1 — сварочный трансформатор; 2 — балластный реостат; 3 — осциллятор; 4 — амперметр; 5 — трансформатор тока; 6 — дроссель; 7 вольтметр; 8 — защитный дроссель вольтметра; 9 — конденсатор; 10 — газоэлектрическая горелка; 11 — ротаметр; 12 — редуктор; 13 — баллон с газом; 14 — изделие.

В практике для сварки алюминия и его сплавов широко при­меняют упрощенные схемы питания дуги на базе стандартных сва­рочных трансформаторов (рис. 1).

В качестве источников питания дуги переменного тока при сварке алюминия используют сварочные трансформаторы двух ос­новных групп: с отдельным дросселем типа СТЭ-24, СТЭ-34 и др. и со встроенным дросселем типа СТН-500, СТН-700, ТСД-500, ТСД-1000 и др.

Для облегчения возбуждения сварочной дуги и обеспечения ее устойчивого горения в сварочную цепь включают осциллятор. Для регулирования силы сварочного тока и частичной компен­сации постоянной составляющей тока служат балластные рео­статы РБ-200 или РБ-300. 

 

Осцилляторы и импульсные возбудители дуги.

Осциллятор является искровым генератором  высокочастотных колеба­ний малой мощности. Высокое напряжение, которое подает осцил­лятор на дуговой промежуток в виде отдельных импульсов, облегчает за­жигание дуги в начале сварки и обеспечивает устойчивое восстано­вление сварочной дуги в полупериоды обратной полярности, когда напряже­ние возбуждения дуги относительно велико и превышает напряжение ис­точников питания.

Сварочные осцилляторы делятся на две основные группы: парал­лельные, подключаемые параллель­но дуговому промежутку, ОСП-1, ОСП-3-2, М-3 и др. и последователь­ные, включаемые последовательно дуговому промежутку в разрыв сварочной цепи, ОСП-ЗОО, ОСП-88-1 и др. (рис. 1, а, б).

Рис. 1. Схемы включения осцилляторов в сварочную цепь: а — параллельно дуговому проме­жутку; б — последовательно дуго­вому промежутку. 

Преимущества параллельных осцилляторов в том, что их можно использовать при любом сварочном токе. Однако такие осцилля­торы имеют и следующие существенные недостатки: высокочас­тотное напряжение на выходе, достигающее при отсутствии дуги нескольких киловольт, падает на обмотках сварочного трансфор­матора и дросселя, что часто приводит к пробою изоляции и выходу оборудования из строя; для обеспечения высокого напряжения необходимо повышать мощность осцилляторов, так как при работе параллельного осциллятора сварочный источник питания шунти­рует его выход; прохождение т. в. ч. по обмоткам трансформатора приводит к появлению сильных радиопомех в силовой сети, поле радиопомех создается не только выходной цепью осциллятора, но и всей сварочной цепью.

В последовательном осцилляторе благодаря наличию блокиро­вочного конденсатора высокочастотное напряжение на сварочном трансформаторе обычно не превышает нескольких десятков вольт, что исключает пробой изоляции сварочного источника и умень­шает уровень радиопомех в силовой сети. Источник пита­ния не шунтирует выход осциллятора. Поле радиопомех соз­дается только участком сварочного провода, соединяющим го­релку с выходной клеммой осциллятора. Основным недостатком последовательных осцилляторов является ограничение допустимой величины сварочного тока, которая определяется сечением выход­ной обмотки осциллятора.

Исследование работы осцилляторов показало, что импульсы высокого напряжения по форме и местоположению их на кривой тока у каждого осциллятора различны. Устойчивость горения дуги зависит от расположения импульсов на кривой тока. Продолжи­тельность перерывов в горении дуги зависит от того, насколько удален импульс от нулевой точки кривой тока. Если импульсы попадают на нулевые точки кривой, то повторное зажигание дуги происходит легко, если импульсы опережают или запаздывают, то возбуждение дуги затруднено.

Импульсные возбудители обеспечивают более надежное зажи­гание дуги по сравнению с осцилляторами при сварочном токе не ниже 40 а. Подавая 50—100 импульсов в секунду, они не создают существенных радиопомех. Импульсы строго синхронизированы со сварочным током.

Такие возбудители применены в специальных сварочных уста­новках типов УДАР, ИПК и УДГ.

Зажигание дуги в начале сварки возбудители не обеспечи­вают, поэтому для начального зажигания дуги без касания электродом изделия необходимо применять возбудитель в соче­тании с осциллятором, включенным только в начальный момент сварки.

Универсальный сварочный осциллятор ИСО разработан инсти­тутом сельхозмашиностроения в Ростове-на-Дону. Осцилля­тор ИСО можно использовать как последовательный и как парал­лельный. При сварочном токе, не превышающем 350 а, предпочти­тельно последовательное включение осциллятора ИСО в сварочную цепь, при больших токах следует использовать его как парал­лельный.

 

Источники питания для сварки алюминия плавящимся электродом

Сварочный преобразователь ПСГ-500-1, разработанный ВНИИЭСО, предназначен для полуавтоматической и автоматиче­ской сварки постоянным током в среде защитных газов плавящимся электродом. Преобразователь состоит из сварочного генератора постоянного тока и приводного асинхронного трехфазного электро­двигателя с короткозамкнутым ротором. Якорь генератора и ротор электродвигателя смонтированы на общем валу.

Генератор имеет жесткую внешнюю характеристику, получае­мую при подмагничивающем действии последовательной обмотки возбуждения. Обмотка независимого возбуждения питается от сети переменного тока через феррорезонансный стабилизатор напря­жения и селеновый выпрямитель. Полюсные обмотки индуктора, проводящие сварочный ток, выполнены из алюминиевых шин, выводные концы которых армированы медными накладками.

Преобразователь сварочный универсальный ПСУ-500, разра­ботанный ВНИИЭСО, предназначен для автоматической и полу­автоматической сварки под флюсом, сварки плавящимся электро­дом в среде защитных газов, а также для ручной сварки открытой дугой. Преобразователь выпускают в однокорпусном испол­нении. Он состоит из сварочного генератора постоянного тока и приводного асинхронного трехфазного электродвигателя с коротко- замкнутым ротором.

Генератор постоянного тока четырехполюсный независимым возбуждением и последовательной обмоткой для размагничивания. Обмотки независимого возбуждения размещены на двух главных полюсах одноименной полярности; на двух других главных полюсах размещена последовательная размагничивающая об­мотка.

Вследствие размагничивающего действия последовательной об­мотки обеспечивается получение крутопадающих внешних харак­теристик генератора. При отключенной последовательной обмотке возбуждения генератор имеет жесткие внешние характеристики, необходимые для сварки плавящимся электродом в среде защит­ных газов. Переход от падающих внешних характеристик к жест­ким осуществляется переключением пакетного выключателя рас­пределительного устройства и пересоединением двух зажимов на доске генератора.

ИЭС им. Е. О. Патона разработана серия сварочных выпрями­телей типов ВС-200, ВС-300, ВС-400, ВС-500, ВС-600 и ВС-1000 с полого падающими внешними характеристиками.

Выпрямитель типа ВС-300 состоит из трехфазного понижаю­щего трансформатора, выпрямительного блока, набранного из се­леновых шайб, индуктивной катушки, включенной в цепь выпрям­ленного тока, вентилятора и пускорегулирующей аппаратуры. Напряжение в выпрямителе регулируется изменением коэффи­циента трансформации силового трехфазного трансформатора пу­тем ступенчатого изменения числа витков первичной обмотки.

Переключение производится при снятой нагрузке. Выпрями­тель имеет полого падающую внешнюю характеристику. Трехфаз­ный мостовой выпрямитель дает небольшую пульсацию рабочего напряжения и обеспечивает практически постоянную скорость на­растания тока короткого замыкания независимо от момента замы­кания цепи.

Индуктивная катушка обеспечивает снижение скорости нара­стания тока короткого замыкания, поэтому ее применяют для уменьшения разбрызгивания и улучшения формирования шва.

Охлаждение воздушное принудительное.

Полупроводниковые сварочные выпрямители типа ИПП на селеновых вентилях разработаны НИАТом [85]. Выпрямители ИПП-120, ИПП-300, ИПП-500 и ИПП-1000 предназначены для питания сварочной дуги при полуавтоматической и автоматической сварке плавящимся электродом в среде защитных газов. Они имеют жесткую внешнюю характеристику.

Выпрямители ИПП-120, ИПП-300 и ИПП-500 состоят из сило­вого и вольтодобавочного трансформаторов, трехфазного авто­трансформатора с плавным регулированием напряжения от 0 до 380 в, выпрямительного блока, стабилизирующего дросселя ипускорегулирующей аппаратуры. Выпрямители ИПП-120 и ИПП-300 имеют две ступени, а ИПП-500 — четыре ступени регу­лирования сварочного напряжения. Плавное регулирование сва­рочного напряжения в пределах каждой ступени осуществляется автотрансформатором через вольтодобавочный трансформатор. Вы­прямительный блок набран из селеновых элементов, охлаждаемых воздухом. Стабилизирующий дроссель используется для умень­шения разбрызгивания расплавленного металла. Выпрямитель ИПП-1000 состоит из трехфазного автотрансформатора с плавным регулированием напряжения от 0 до 380 в, силового трансформа­тора, выпрямительного блока и пускорегулирующей аппаратуры. В конструкции выпрямителей предусмотрена возможность ди­станционного регулирования сварочного напряжения.

ЦНИИЭЛЕКТРОПРОМ разработал серию выпрямителей типа ВСК, имеющих жесткую (полого падающую в рабочей части) внешнюю характеристику и повышенное напряжение холо­стого хода.

Выпрямители ВСК являются универсальными источниками питания сварочной дуги при автоматической и полуавтоматической сварке в среде защитных газов плавящимся электродом, а также при ручной сварке электродами с покрытием, так как оборудованы поджигающим устройством и стабилизирующим дросселем.

Выпрямители удобны в эксплуатации благодаря широкому диапазону и высокой точности регулирования напряжения под нагрузкой и простоте настройки режима.

Сварочный выпрямитель типа ВДГ-301, разработанный ВНИИЭСО, предназначен для автоматической сварки плавящимся электродом в среде защитных газов. Выпрямитель имеет три сту­пени регулирования напряжения дуги. Плавное регулирование в пределах каждой ступени осуществляется дросселем насыщения и может производиться дистанционно.

При сварке ответственных деталей, когда требуются стабиль­ные напряжение и ток сварки, необходимо применять стабилизиро­ванные источники питания для исключения влияния колебаний напряжения сети. В сварочных преобразователях с жесткими внешними характеристиками стабилизация напряжения сварки достигается питанием обмотки возбуждения генератора от ферро- резонансного стабилизатора напряжения. В случае применения сварочных выпрямителей необходимо стабилизировать напряже­ние на их входе. В ИЭС им. Е. О. Патона для этой цели разработан трехфазный стабилизатор напряжения сети. Точность стабили­зации ±1,5% при колебаниях напряжения от +5 до —10%.

Быстродействие стабилизатора — несколько периодов. Мощность стабилизатора 16 ква, его можно применять совместно со свароч­ными выпрямителями ВС-300, ВСК-300 и др.

Для осуществления импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов в ИЭС им. Е. О. Патона раз­работан специальный генератор импульсов типа ИПП-1, который применяют при сварке алюминия и его сплавов электродной про­волокой диаметром 1,2—2,0 мм во всех пространственных поло­жениях при совместной работе со сварочными выпрямителями или преобразователями с жесткой внешней характеристикой.

Блок управления обеспечивает автоматическое включение гене­ратора импульсов при сварке, отключение при холостом ходе и длительном коротком замыкании.

Генератор импульсов построен только на статических элементах, имеющих большой срок службы и готовность к работе непосредственно после включения питающего напряжения.

 

Оборудование для сварки алюминия неплавящимся электродом

Полуавтомат ПШВ-1М применяют для сварки изделий толщи­ной 0,5—5 мм во всех пространственных положениях. Он состоит из горелки, ранца и переносного аппаратного шкафа. На ранце установлена катушка для присадочной проволоки и электродвигатель с редуктором. Подающий механизм полуавтомата тянущего типа. На сварочной горелке расположены два подающих ролика.

Вращение от электродвигателя с редуктором с помощью гибкого валика передается на ведущий подающий ролик. Подающие ро­лики протягивают проволоку в горелку. Электрическая схема полуавтомата обеспечивает плавное регулирование скорости подачи присадочной проволоки диаметром 1—2 мм от 5 до 50 м/ч.

В процессе сварки горелка опирается на присадочную про­волоку, которая непрерывно подается в зону сварки. Проволока оплавляется и передвигает полуавтомат вдоль шва со скоростью, равной скорости ее подачи.

Горелка полуавтомата снабжена комплектом сменных цанг, обеспечивающих закрепление неплавящегося электрода диаметром 2—6 мм. Охлаждение горелки водяное.

Полуавтомат ПШВ-3 состоит из горелки — пистолета, подаю­щего механизма с катушкой для присадочной проволоки и аппа­ратного шкафа. Назначение полуавтомата ПШВ-3 и принцип его работы аналогичны ПШВ-1М. Отличительной особенностью этого полуавтомата является использование механизма подачи приса­дочной проволоки толкающего типа.

Автомат АДСВ-1, разработанный НИАТом, предназначен для сварки неплавящимся электродом переменным током ста­лей, титана, алюминиевых и магниевых сплавов и других мате­риалов.

Автомат АДСВ-1 состоит из самоходной тележки-трактора, шкафа электроаппаратуры и устройства для плавного гашения дуги. На тележке расположены сварочная горелка и пульт управ­ления. Механизм головки трактора допускает раздельную регу­лировку присадочной проволоки относительно неплавящегося электрода в вертикальной и горизонтальной плоскостях, преду­смотрена возможность корректировки всей головки относительно стыка в процессе сварки. Электрическая схема автомата обеспе­чивает плавное регулирование скорости подачи присадочной про­волоки и скорости перемещения трактора (скорости сварки) из­менением числа оборотов электродвигателей постоянного тока. С помощью устройства для плавного гашения дуги уменьшается сварочный ток до величины, при которой происходит естественный обрыв дуги без образования кратера и трещин в конце шва. Воз­буждение дуги осуществляется с помощью осциллятора. Горелка автомата снабжена комплектом сменных сопел и цанг для сварки неплавящимся электродом диаметром 2—6 мм. Охлаждение водя­ное.

Автомат АДСВ-2 (НИАТ) предназначен для тех же целей, что и автомат АДСВ-1, но допускает применение как переменного тока, так и постоянного. Несколько изменен диапазон регулирования скорости сварки и скорости подачи присадочной проволоки. Устройство для заварки кратера смонтировано в аппаратном шкафу.

Сварочная головка АГВ-2 автомата АДСВ-2 может быть ис­пользована и самостоятельно. В комплект автомата входят свароч­ная головка, шкаф управления и пульт управления. В зависи­мости от условий работы головку можно устанавливать на консо­лях или кронштейнах. Пульт управления может быть снят и установлен отдельно для удобства работы.

Автоматы АРК-1 и АРК-2, разработанные НИАТом, пред­назначены для дуговой сварки в среде защитных газов постоян­ным и переменным током плавящимся и неплавящимся электро­дами продольных и кольцевых швов деталей из сталей, титана,  алюминиевых и магниевых сплавов. Автоматы состоят из основа­ния с фундаментной плитой, колонны, консоли, самоходной ка­ретки, сварочной головки и шкафа управления.

Консоль автомата вместе со сварочной головкой может повора­чиваться вокруг оси колонны на 360° С. Это позволяет обслужи­вать несколько рабочих мест, расположенных вокруг колонны автомата. Сварочная горелка имеет установочные перемещения по вертикали и поперек шва в пределах около ±25 мм. Сварка может осуществляться с углом наклона сварочной горелки вперед или назад до 10°.

Электрическая схема автомата АРК-1 обеспечивает плавное регулирование скорости сварки и скорости подачи проволоки.

Сварка может производиться двумя способами: неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки или без присадки; плавящимся электродом.

При переходе от одного способа сварки к другому необходимо заменить сварочные горелки и переключить электрическую схему автомата. Пульт управления автоматом размещен на каретке.

Автомат АРК-2 предназначен для тех же целей, что и АРК-1, и имеет аналогичную конструкцию. Он позволяет сваривать изде­лия, имеющие большие габаритные размеры. Расширен диапазон скоростей подачи сварочной проволоки. Для дистанционного вспомогательного управления автоматом предусмотрен переносной пульт управления.

 

Оборудование для сварки алюминия плавящимся электродом

Автомат АДСП-1 тракторного типа предназначен для автоматической сварки сталей, алюминиевых сплавов и других материалов. Автомат позволяет выполнять сварку продольных и кольцевых швов постоянным током. Он состоит из самоходной тележки, на которой установлены головка и пульт управления, аппаратного шкафа. Электрическая схема автомата дает возможность плавно изменять подачу и скорость перемещения трактора (скорости сварки) путем уменьшения или увеличения оборотов ДПТ. Vп не зависит от Uд.

Автомат АДСП-2 предназначен для тех же целей и является модернизированным АДСП-1. Если не требуется перемещение каретки, можно применять отдельно сварочную головку АГП-2 в комплекте со шкафом управления и мобильного ПУ.

Автомат АДПГ-500, разработанный ВНИИЭСО, предназначен для дуговой сварки алюминиевых сплавов в защитных газах постоянным током плавящимся электродом. Автомат состоит из сварочного трактора, шкафа управления и источника питания. Трактор может передвигаться по направляющим или по поверхности изделий. Он состоит из: каретки, механизма подачи сварочной проволоки с двигателем; сварочной головки с горелкой, комплектующейся двумя сменными корпусами, барабана для электродной проволоки и системы механизмов установочных перемещений сварочной головки. Электрическая схема автомата обеспечивает постоянную, плавно регулируемую скорость подачи сварочной проволоки, не зависящую от напряжения на дуге.

Для автоматической сварки алюминия и его сплавов плавящимся электродом в защитных газах можно применять и автоматы-тракторы, предназначенные для сварки под флюсом, такие, как ТС-17М, АДС-500, АДС-1000-2. Для этого их нужно укомплектовать специальными газоэлектрическими горелками и газоподводящей аппаратурой. Одна из конструкций газоэлектри-ческой горелки приведена на рис. 1.

Рис. 1. Газоэлектрическая горелка для сварки деталей большой толщины.

Горелка предназначена для наложения швов, расположенных в глубокой разделке при сварке изделий большой толщины (более 80 мм). Газ в горелке проходит через две камеры расширения, что способствует равномерному выходу его без завихрений. Охлаждение сопла и корпуса водяное, последовательное. Для локализации токоподвода в мундштуке внутрь корпуса и удлинителя вводятся трубки диаметром 10 X 2 мм. Непосредственно к мундштуку вставляется трубка из асбоцемента длиной 30 мм. Далее до конца хвостовика вставляются трубки из фторопласта. Хвостовик наборный для различных толщин с наружным диаметром под клемму токоподвода трактора ТС-17М.

В сварочных полуавтоматах для алюминия и его сплавов применяют тянущие, тянуще-толкающие и толкающие ме-ханизмы подачи  проволоки.

При использовании тянущего механизма подачи ролики, подающие электродную проволоку, расположены непосредственно на сварочной горелке. Благодаря этому мягкая алюминиевая про-волока не проталкивается через шланг, а протягивается, что исключает ее изгиб и застревание в шланге. Привод подающих роликов в этом случае осуществляется от электродвигателя с редуктором, расположенных на горелке, или отдельно, через гибкий валик. В некоторых случаях на горелке располагается и катушка с электродной проволокой. При использовании тянущего механизма подачи сварочной проволоки увеличиваются габаритные размеры и вес горелки. Вес подающего механизма плохо центрируется, горелка тянет руку сварщика в одну сторону. Эти недостатки приводят к быстрой утомляемости сварщика, особенно при выполнении швов в вертикальном и потолочном положении. Горелки полуавтоматов с тянущим механизмом подачи проволоки не пригодны для сварки в труднодоступных местах.

При использовании тянуще-толкающего механизма подачи электродной проволоки, кроме основного толкающего механизмаподачи, на горелке имеется дополнительный тянущий механизм подачи. Полуавтоматы с тянуще-толкающим механизмом подачи проволоки обладают теми же недостатками, что и с тянущим механизмом.

До недавнего времени существовало мнение, что- мягкую алюминиевую проволоку невозможно подавать с постоянной скоростью при использовании толкающей подачи электродной проволоки. Когда при сварке алюминия применяют обычные подающие шланги со стальной спиралью, подача электродной проволоки происходит неравномерно. При прохождении алюминиевой проволоки по шлангу стальная спираль покрывается тонким слоем алюминия, что приводит к резкому увеличению силы трения и частому заеданию проволоки в подающем спиральном шланге. В ре-зультате проволока подается рывками, процесс сварки нарушается, в сварных соединениях возникают дефекты, обгорает токоподводящий мундштук горелки. Для преодоления большой силы сопротивления движению электродной проволоки по шлангу часто подающие ролики делают с насечкой. При этом в подающие шланги попадает большое количество алюминиевой стружки и ухудшаются условия прохождения электродной проволоки через мундштук.

Механизм подрессорирования

В современных полуавтоматах две пары подающих роликов с клиновидными канавками без насечек, механизм подрессорирования и правильно подобранный по диаметру гибкий подающий шланг из фторопласта или капрона обеспечивают подачу электродной проволоки с заданной постоянной скоростью толкающим механизмом подачи на расстояние до 3,5 м. Облегченные газоэлектрические горелки позволяют производить сварку в труднодоступных местах и во всех пространственных положениях.
НИАТом разработана серия сварочных полуавтоматов, предназначенных для сварки алюминия и его сплавов плавящимся электродом в среде защитных газов.

Полуавтомат ПШПА-6 состоит из аппаратного шкафа и сварочной головки. В аппаратном шкафу, кроме электроаппаратуры, находятся газовый клапан, электродвигатель постоянного тока, редуктор и катушка с электродной проволокой. Механизм подачи проволоки расположен на пистолете. Вращение от электродвигателя передается через редуктор с помощью гибкого валика. Регулировка скорости подачи проволоки ступенчатая.

Полуавтомат ПШП-9 состоит из сварочной горелки-пистолета, ранца с катушкой для электродной проволоки и шкафа управления. Механизм подачи проволоки тянущего типа расположен на пистолете. Электродвигатель постоянного тока через редуктор приводит во вращение подающий ролик. Проволока диаметром 1—2,5 мм по гибкому шлангу протягивается от ранца к горелке.
Полуавтомат

Полуавтомат ПШП-10 состоит из сварочной горелки-пистолета, кронштейна с катушкой для электродной проволоки и шкафа управления. Сварочная проволока диаметром 1,0—2,5 мм от катушки к сварочной головке подается по гибкому шлангу с помощью электродвигателя постоянного тока, установленного на сварочной головке. Принципиальная схема полуавтомата обеспечивает плавное регулирование Vп. Сварочная головка полуавтомата имеет водяное охлаждение.

У    полуавтомата ПШП-11 на кронштейн с катушкой для электродной проволоки вынесен и электродвигатель с редуктором механизма подачи проволоки.

Полуавтомат ПШП-21 состоит из сварочной горелки, механизма подачи электродной проволоки и шкафа управления. Сварочная проволока диаметром 0,8—2 мм от катушки к горелке подается по гибкому шлангу через правйльное устройство с помощью электродвигателя постоянного тока.

Электрическая схема обеспечивает плавное регулирование скорости подачи проволоки. Предусмотрено также ступенчатое изменение скорости подачи проволоки сменными шестернями.    

Полуавтомат ПШП-31 состоит из сварочной головки и шкафа управления. На горелке-пистолете расположены механизмы подачи проволоки и катушка для. электродной проволоки. Механизм подачи проволоки работает от малогабаритного ДПТ. Регулирование скорости подачи проволоки плавное. Полуавтомат предназначен для сварки электродной проволокой малого диаметра 0,4—0,8 мм. В качестве источника питания сварочной дуги используется генератор ГСР-150.

Полуавтомат ПДА-300 конструкции ВНИИЭСО предназначен для дуговой сварки плавящимся электродом алюминиевых сплавов в среде защитных газов. Он состоит из сварочной горелки пистолетного типа со встроенным механизмом подачи проволоки, шлангов и шкафа управления.

Для улучшения подачи мягкой алюминиевой проволоки в зону дуги в полуавтомате ПДА-300 использован тянуще-толкающий механизм.

Двигатель основного механизма подачи через редуктор с подающими роликами проталкивает электродную проволоку внутрь гибкого шланга.

Вспомогательный механизм подачи малой мощности встроен в пистолет. С помощью роликового устройства он вытягивает проволоку из шланга и подает ее через мундштук горелки в зону дуги. На основном механизме подачи закрепляется кассета сварочной проволокой.

Электрическая схема обеспечивает стабильную подачу электродной проволоки двумя синхронно работающими электродвигателями с постоянной плавно регулируемой скоростью. Для исключения влияния колебаний напряжения питающей сети на Vп, питание электрической схемы полу-автомата осуществляется через ферромагнитный стабилизатор напряжения. Охлаждение горелки, металлических наконечников и токоподводящего шланга водяное.

Полуавтомат ПДА-180-2 бесшланговый. Механизм подачи электродной проволоки встроен в сварочную горелку и состоит из редуктора с электродвигателем постоянного тока и роликового устройства, подающего алюминиевую электродную проволоку через токоподводящую трубку к месту сварки, катушка с электродной проволокой укрепляется на корпусе головки. Полуавтомат состоит из сварочной головки, распределительной коробки и шкафа управления.

Полуавтомат типа А-701, разработанный ИЭС им. Е. О. Патона, предназначен для сварки в среде защитных газов плавящимся электродом постоянным током на обратной полярности алюминия и его сплавов. Полуавтомат состоит из сварочной горелки- пистолета, катушки в защитном футляре для электродной проволоки и шкафа управления. Сварочная головка состоит из механизма подачи электродной проволоки и горелки. В рукоятку горелки вмонтирована кнопка включения электродвигателя механизма подачи, электромагнитного газового клапана и сварочного тока. Проволока от катушки к горелке подается по гибкому шлангу. Регулирование скорости подачи электродной проволоки плавное.

Сварочный ранцевый монтажный полуавтомат ПРМ-4, разработанный НИКИМТом, предназначен для сварки стальных, алюминиевых и медных конструкций в монтажных условиях (рис. 2). Отличие полуавтомата ПРМ-4 — ранцевое исполнение, малый вес ранца и аппаратного ящика, что позволяет перевести ручную сварку на полуавтоматическую почти во всех случаях сварки в монтажных условиях. Полуавтомат состоит из ранца (рис. 3), на котором крепится подающий механизм и кассета для электродной проволоки, газоэлектрической горелки и аппаратного ящика.При разработке полуавтомата основное внимание было обращено на получение стабильной подачи жесткой и мягкой проволоки, а также на уменьшение веса и размеров редуктора. Наличие двух пар синхронно вращающихся подающих роликов сравнительно большого диаметра и подрессоривания позволило снизить удельное давление на проволоку.

Рис. 2. Полуавтомат ПРМ-4.

Рис. 3. Ранец для ПРМ-4.

Разработанный для ПРМ-4 шланг подачи электродной проволоки выполнен из фторопласта, он обладает достаточной жесткостью, чтобы исключить переломы и крутые изгибы. Сила трения электродной проволоки при прохождении ее по фторопластовому шлангу незначительная. Такой гибкий шланг исключает возможность закорачивания электродной проволоки, не боится низких температур, имеет малый вес и обладает хорошей износостойкостью.

Электрическая схема полуавтомата ПРМ-4 (рис. 4) обеспечивает дистанционное плавное регулирование скорости подачи электродной проволоки. Диапазон регулирования 1 : 12.

Рис. 4. Электрическая схема сварочного полуавтомата ПРМ-4.

При изменении напряжения питающей сети на +5-4—25% (что часто происходит на монтажных площадках) скорость подачи электродной проволоки стабилизируется в пределах ±5% от заданной за счет отрицательной обратной связи по напряжению в магнитном усилителе.

При изменении нагрузки на валу электродвигателя механизма подачи на 25—100% скорость подачи электродной проволоки изменяется в пределах ±6% от установленной.Электрическая схема полуавтомата обеспечивает установочные перемещения электродной проволоки вперед—назад и динамическое торможение двигателя подачи проволоки для быстрой остановки проволоки после прекращения сварки.

Подача защитного газа автоматически включается для обдува места сварки до возбуждения дуги и выключается через некоторое время после отключения сварочного тока, что обеспечивает защиту металла шва от окисления до остывания его ниже опасных температур.

Благодаря малым размерам и весу узлов сварщик может сам переносить полуавтомат с ящиком управления, кабелями и шлангами.

 

Материалы с сайта: http://ruswelding.com

Основы осциллятора

Введение

Эти модули генераторов в Learnabout Electronics описывают, сколько обычно используемых генераторов работает с использованием дискретных компонентов и в виде интегральной схемы. Также узнайте, как самостоятельно создавать и тестировать схемы генераторов.

Что такое осциллятор

Генератор обеспечивает источник повторяющегося сигнала переменного тока на своих выходных клеммах без необходимости ввода какого-либо входа (кроме D.C. поставка). Сигнал, генерируемый генератором, обычно имеет постоянную амплитуду.

Форма и амплитуда волны определяются конструкцией схемы генератора и выбором значений компонентов.

Частота выходной волны может быть фиксированной или переменной, в зависимости от конструкции генератора.

Типы осцилляторов

Рис. 1.0.1 Генератор

(источник переменного тока)
Обозначение цепи Осцилляторы

можно классифицировать по типу генерируемого ими сигнала.

• ОСЦИЛЛЯТОРЫ СИНУСОВОЙ ВОЛНЫ выдают синусоидальный сигнал на выходе.
• РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ОСЦИЛЛЯТОРЫ и НАСТОЛЬНЫЕ МУЛЬТИВИБРАТОРЫ генерируют прямоугольные волны и прямоугольные импульсы.
• ПОВОРОТНЫЕ ОСЦИЛЛЯТОРЫ производят пилообразные волны.

Генераторы синусоидальной волны также можно классифицировать по частоте или типу управления частотой, которое они используют. Генераторы RF (радиочастоты), работающие на частотах выше примерно 30-50 кГц, используют LC (катушки индуктивности и конденсаторы) или кристаллы для управления своей частотой.Они также могут быть классифицированы как генераторы HF, VHF и UHF, в зависимости от их частоты.

Генераторы

LF (низкочастотные) обычно используются для генерации частот ниже 30 кГц и обычно представляют собой RC-генераторы, поскольку они используют резисторы и конденсаторы для управления своей частотой.

Генераторы прямоугольных импульсов, такие как релаксационные и нестабильные генераторы, могут использоваться на любой частоте от менее 1 Гц до нескольких ГГц и очень часто реализуются в виде интегральных схем.

Синусоидальные генераторы.

Рис. 1.0.2 Сети управления частотой

Эти схемы идеально производят чистый синусоидальный сигнал на выходе с постоянной амплитудой и стабильной частотой. Тип используемой цепи зависит от ряда факторов, включая требуемую частоту. Конструкции, основанные на LC-резонансных цепях или на кристаллических резонаторах, используются для ультразвуковых и радиочастотных приложений, но на звуковых и очень низких частотах физический размер резонирующих компонентов L и C был бы слишком большим, чтобы быть практичным.

По этой причине комбинация R и C используется для управления частотой. Условные обозначения схем, используемых для этих сетей управления частотой, показаны на рис. 1.0.2

.

Генераторы LC

Катушки индуктивности и конденсаторы объединены в резонансный контур, который дает очень хорошую форму синусоидальной волны и имеет довольно хорошую стабильность частоты. То есть частота не сильно меняется при изменении напряжения питания постоянного тока или температуры окружающей среды, но относительно просто, используя переменные индуктивности или конденсаторы, создать (настраиваемый) генератор с переменной частотой.Генераторы LC широко используются для генерации и приема радиосигналов там, где требуется переменная частота.

Генераторы RC (или CR)

На низких частотах, таких как аудио, значения L и C, необходимые для создания резонирующего контура, были бы слишком большими и громоздкими, чтобы их можно было использовать на практике. Поэтому резисторы и конденсаторы используются в комбинациях типа RC-фильтров для генерации синусоидальных волн на этих частотах, однако сложнее получить чистую форму синусоидальной волны, используя R и C.Эти низкочастотные генераторы синусоидальной волны используются во многих звуковых приложениях, и используются различные конструкции с фиксированной или переменной частотой.

кварцевые генераторы

На радиочастотах и ​​выше, когда требуется фиксированная частота с очень высокой степенью стабильности частоты, компонент, определяющий частоту колебаний, обычно представляет собой кварцевый кристалл, который при воздействии переменного напряжения колеблется с очень точной частотой. Частота зависит от физических размеров кристалла, поэтому после изготовления кристалла определенных размеров частота колебаний становится чрезвычайно точной.Конструкции кварцевых генераторов могут генерировать как синусоидальные, так и прямоугольные сигналы, а также используются для генерации очень точных несущих частот в радиопередатчиках, они также составляют основу очень точных элементов синхронизации в часах, часах и компьютерных системах.

Релаксационные генераторы

Эти генераторы работают по другому принципу, чем генераторы синусоидальной волны. Они производят прямоугольный или импульсный выходной сигнал и обычно используют два усилителя и схему управления частотой, которая просто создает временную задержку между двумя действиями.Два усилителя работают в режиме переключения, попеременно включаясь или полностью выключаясь, и поскольку время, в течение которого фактически переключаются транзисторы, длится лишь очень небольшую часть каждого цикла волны, остальную часть цикла они » расслабиться «, в то время как временная сеть производит остаток волны. Альтернативное название этого типа осцилляторов — «нестабильный мультивибратор», это название произошло из-за того, что они содержат более одного колебательного элемента. В основном есть два осциллятора, т.е.е. «вибраторы», каждый из которых передает часть своего сигнала обратно на другой, и выходной сигнал постоянно меняется с высокого на низкий и обратно, то есть он не имеет стабильного состояния, следовательно, он нестабилен. Осцилляторы релаксации могут быть построены с использованием нескольких различных конструкций и могут работать на многих разных частотах. Astables обычно можно выбрать для таких задач, как создание высокочастотных цифровых сигналов. Они также используются для выработки относительно низкочастотных сигналов включения-выключения для мигающих огней.

Генераторы развертки

Форма волны развертки — это еще одно название пилообразной волны.Это имеет линейно изменяющееся (например, возрастающее) напряжение в течение почти всего одного цикла, за которым следует быстрое возвращение к исходному значению волны. Эта форма волны полезна для изменения (качания) частоты генератора, управляемого напряжением, который представляет собой генератор, частота которого может изменяться в заданном диапазоне за счет подачи на его управляющий вход переменного напряжения «развертки». Генераторы развертки часто состоят из пилообразного генератора, который в основном представляет собой конденсатор, заряжаемый постоянным значением тока.Поддержание постоянного зарядного тока при увеличении зарядного напряжения заставляет конденсатор заряжаться линейно, а не по нормальной экспоненциальной кривой. В заданный момент конденсатор быстро разряжается, чтобы вернуть напряжение сигнала к исходному значению. Эти две части пилообразного волнового цикла называются разверткой и обратным ходом.

Различные типы осцилляторов

и их применения

Осцилляторы

— это устройства, которые используются для генерации повторяющихся сигналов.Они производят выходные сигналы без входного сигнала. Есть два основных типа электронных осцилляторов: гармонические осцилляторы и релаксационные осцилляторы. Генераторы гармоник генерируют синусоидальные сигналы. Осцилляторы релаксации выдают несинусоидальные выходные сигналы, такие как прямоугольные, прямоугольные и пилообразные сигналы. Узнать больше об осцилляторах

Колебание — это периодическое изменение некоторой величины, обычно во времени, как, например, в качающемся маятнике. Термин вибрация иногда используется в более узком смысле для обозначения механических колебаний, но иногда используется как синоним колебания.Колебания происходят не только в физических системах, но также в биологических системах и в человеческом обществе. Колебания являются источником ощущения музыкального тона.

Осцилляторы, особенно электронные, обычно встречаются в повседневных цепях, от старинных радиоприемников до телевизионных передатчиков. Основная задача электронного генератора — генерировать колебательный выходной сигнал. Различные выходные сигналы могут быть синусоидальными, квадратными, пилообразными, треугольными или сложной формы.

Что такое осциллятор?

Генератор — это схема, которая генерирует выходной РЧ-сигнал посредством обратной связи и усиления.Генератор содержит путь, по которому часть выходного сигнала возвращается на вход. Схема, содержащая активное устройство с элементами обратной связи, должна иметь сигнал обратной связи, больший, чем входной сигнал для генератора, чтобы поддерживать колебания, и синфазный с ним. Наиболее распространенными типами сигналов, генерируемых генератором, являются синусоидальные и квадратные.

Типы осциллятора

— Генератор LC — Осциллятор Армстронга — Осциллятор Хартли — Осциллятор Колпиттса — Кристаллический осциллятор — Электронно-связанный осциллятор (ECO)

Мультиволновой осциллятор

Первоначальный многоволновой осциллятор был разработан и построен французским инженером. Жорж Лаховский с 1920-х по 1940-е годы.Лаховский рассматривал ядро ​​клетки с ее «нитями накала» как нечто подобное электронному колебательному контуру, способному посылать и получать вибрационную информацию. Лаховский считал, что каждая клетка тела имеет свой уровень внутренней вибрации. Он рассматривал болезнь или болезнь как битву вибраций между клетками тела против вирусов и бактерий. Если патогенные организмы выиграют это колебательное соревнование, клетки станут энергетически ослабленными и более восприимчивыми к болезням.По словам Лаховского, способ противостоять этой вибрационной атаке состоял в том, чтобы ввести в систему широкий спектр гармонических энергий RF (радиочастоты), а затем, используя принцип симпатического резонанса, каждая клетка выбрала бы именно ту частоту, которая необходима для усиления собственная внутренняя вибрация, и здоровая клетка будет более устойчивой к вибрационным атакам вирусов и бактерий. Он добился этого с помощью своего изобретения, известного сегодня как многоволновой осциллятор.

Предлагаемый здесь многоволновой осциллятор настолько точен и соответствует оригинальным патентам Лаховского, насколько это возможно сегодня. Многоволновой осциллятор — это экспериментальный исторический исследовательский инструмент, и никакие медицинские заявления не могут быть предъявлены юридически. В состав блока многоволнового генератора входят антенны «золотого сечения» на печатной плате. Также есть стойки для антенн. Это не медицинский инструмент и не предназначен для диагностики, лечения или смягчения последствий каких-либо болезней или заболеваний. Эта часть предназначена для юристов, которые скорее увидят вас мертвым, чем потеряют контроль над своим потоком доходов.

Применение MWO

Лечебное действие MWO очень широкое из-за того, что оно действует комплексно. Процесс заживления происходит во всех частях тела. Многоволновые осцилляторы используются терапевтами и людьми во многих странах мира, и они успешно применяются при:

Электрострессовых заболеваниях:

Боль в шее, плечах, пояснице, теннисных локтях и так называемых защемленных нервах и инфицированных сухожилиях. , и соскользнувший диск (грыжа).

Дополнительные приложения:

Ревматизм, артрит, ревматический артрит, инфекции, головные боли, мигрени, нарушения сердечного ритма, синдром хронической усталости и многие другие недуги.

Рак и опухоли

Некоторые результаты показывают, что многоволновые генераторы могут применяться также при лечении рака и опухолей, но дальнейшие исследования покажут, насколько это эффективно.

Что такое осциллятор? — Определение с сайта WhatIs.com

От

Осциллятор — это механическое или электронное устройство, которое работает на принципах колебаний: периодические колебания между двумя объектами, основанные на изменениях энергии.Компьютеры, часы, радиоприемники и металлоискатели относятся к числу многих устройств, в которых используются генераторы.

Часовой маятник — это простой тип механического осциллятора. Самые точные часы в мире, атомные часы, отсчитывают время в соответствии с колебаниями атомов. Электронные генераторы используются для генерации сигналов в компьютерах, беспроводных приемниках и передатчиках, а также в звуковом оборудовании, особенно в музыкальных синтезаторах. Существует много типов электронных генераторов, но все они работают по одному и тому же основному принципу: в генераторе всегда используется чувствительный усилитель, выходной сигнал которого возвращается на вход синфазно.Таким образом, сигнал восстанавливается и сохраняется. Это называется положительной обратной связью. Это тот же процесс, который иногда вызывает нежелательный «вой» в системах громкой связи.

Частота, на которой работает генератор, обычно определяется кристаллом кварца. Когда к такому кристаллу подается постоянный ток, он колеблется с частотой, которая зависит от его толщины и от того, как он вырезан из исходной минеральной породы. В некоторых генераторах для определения частоты используются комбинации катушек индуктивности, резисторов и / или конденсаторов.Однако наилучшая стабильность (постоянство частоты) достигается в генераторах, в которых используются кристаллы кварца.

В компьютере специальный генератор, называемый часами, служит для микропроцессора своего рода кардиостимулятором. Тактовая частота (или тактовая частота) обычно указывается в мегагерцах (МГц) и является важным фактором при определении скорости, с которой компьютер может выполнять инструкции.

Последний раз обновлялся в сентябре 2005 г.

Продолжить чтение об осцилляторе

Электронные устройства: ОСЦИЛЛЯТОРЫ [часть 1]

---

---

ОБЗОР РАЗДЕЛА

_1 Осциллятор

_2 Генераторы обратной связи

_3 Генераторы с RC цепью обратной связи

_4 Генераторы со схемами обратной связи LC

_5 Осцилляторы релаксации

_6 Таймер 555 как программируемый аналог активности приложения осциллятора Технологии

ЦЕЛИ

— Опишите принципы работы генератора

— Обсудите принцип, на котором основаны генераторы обратной связи

— Описание и анализ работы RC-генераторов с обратной связью

— Описание и анализ работы генераторов LC с обратной связью

— Описание и анализ работы релаксационных осцилляторов

— Обсудите и проанализируйте таймер 555 и используйте его в приложениях осциллятора

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ УСЛОВИЯ

— Осциллятор

— Положительный отзыв

— Генератор, управляемый напряжением (ГУН)

— Астабильный

ПРОСМОТР ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение в этом разделе представляет собой схему, генерирующую сигнал ASK. для тестирования считывателя RFID, разработанного в последнем разделе.

Тестовый генератор ASK использует генератор, таймер 555 и аналог JFET. переключатель для создания несущего сигнала 125 кГц, модулированного на частоте 10 кГц цифровым сигнал. Амплитуда выходного сигнала регулируется до низкого уровня для имитации сигнал RFID-метки.

ВВЕДЕНИЕ

Генераторы — это электронные схемы, которые генерируют выходной сигнал без необходимость входного сигнала. Они используются как источники сигнала во всех виды приложений.Разные типы осцилляторов производят разные типы выходных сигналов, включая синусоидальные, прямоугольные, треугольные и пилообразные волны. волны.

В этом разделе описаны несколько типов базовых схем генератора, использующих оба вводятся дискретные транзисторы и операционные усилители в качестве элемента усиления. Также, популярная интегральная схема, таймер 555, обсуждается в связи с его приложения осциллятора.

Работа синусоидального генератора основана на принципе положительного обратная связь, при которой часть выходного сигнала возвращается на вход таким способом, который заставляет его укреплять себя и, таким образом, поддерживать непрерывный выходной сигнал.Осцилляторы широко используются в большинстве систем связи. а также в цифровых системах, включая компьютеры, для создания необходимых частоты и временные сигналы. Также есть много типов осцилляторов. тестовых инструментов, подобных тем, которые используются в лаборатории.

1. ОСЦИЛЛЯТОР

Генератор — это схема, генерирующая на выходе периодический сигнал. только с входным напряжением постоянного тока. Повторяющийся входной сигнал не требуется, кроме как для синхронизации колебаний в некоторых приложениях.Выходное напряжение может быть синусоидальным или несинусоидальным, в зависимости от по типу осциллятора. Две основные классификации осцилляторов: генераторы обратной связи и релаксационные генераторы.

После заполнения этого раздела вы сможете:

— Опишите принципы работы генератора

— Обсудить генераторы обратной связи

— Перечислите основные элементы генератора обратной связи? Показать тестовую установку

— Кратко опишите релаксационный осциллятор

— Укажите разницу между генератором обратной связи и релаксацией осциллятор

По сути, генератор преобразует электрическую энергию из постоянного тока. подача периодических сигналов.Базовый генератор показан на фиг. 1.

РИС. 1 Базовая концепция генератора, показывающая три распространенных типа выходного сигнала. формы волны: синусоидальная, прямоугольная и пилообразная.

Генераторы обратной связи

Один из типов осцилляторов — это осциллятор обратной связи, который возвращает часть выходного сигнала на вход без сети фазовый сдвиг, приводящий к усилению выходного сигнала. После колебания запускаются, коэффициент усиления контура поддерживается на уровне 1.0 для поддержания колебания. Генератор обратной связи состоит из усилителя для усиления (либо дискретный транзистор или операционный усилитель) и цепь положительной обратной связи, которая производит фазовый сдвиг и обеспечивает ослабление, как показано на фиг. 2.

РИС. 2 Основные элементы генератора обратной связи.

Осцилляторы релаксации

Второй тип осциллятора — это релаксационный осциллятор. Вместо обратной связи генератор релаксации использует схему синхронизации RC для генерации формы волны это обычно прямоугольная волна или другая несинусоидальная форма волны.Обычно генератор релаксации использует триггер Шмитта или другое устройство, которое изменяет состояний для попеременной зарядки и разрядки конденсатора через резистор. Осцилляторы релаксации обсуждаются в РАЗДЕЛЕ 5.

1. Что такое осциллятор?

2. Какой тип обратной связи требуется для генератора обратной связи?

3. Для чего нужна цепь обратной связи?

4. Назовите два типа осцилляторов.

_2 ОСЦИЛЛЯТОРЫ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

Генератор обратной связи работает по принципу положительной обратной связи.В этом разделе мы рассмотрим эту концепцию и рассмотрим общие условия. требуется для возникновения колебаний. Генераторы обратной связи широко используются для генерации синусоидальных сигналов.

После заполнения этого раздела вы сможете:

— Обсудите принцип, на котором основаны генераторы обратной связи

— Объясните положительный отзыв

— Определить колебание

— Опишите условия колебания

— Определить усиление замкнутого контура

— Обсудите условия, необходимые для запуска генератора

Положительный отзыв

Положительная обратная связь характеризуется состоянием, при котором часть выходного напряжения усилителя возвращается на вход без чистый фазовый сдвиг, приводящий к усилению выходного сигнала.Этот основная идея проиллюстрирована на фиг. 3 (а). Как видите, синфазная обратная связь напряжение, Vf усиливается для получения выходного напряжения, которое, в свою очередь, производит напряжение обратной связи. То есть создается петля, в которой сигнал выдерживается сам по себе, и создается непрерывный синусоидальный выходной сигнал. Этот феномен называется колебанием. В некоторых типах усилителей цепь обратной связи сдвигает фазу, и требуется инвертирующий усилитель для обеспечения другого фазовый сдвиг так, чтобы не было чистого фазового сдвига.Это показано в ИНЖИР. 3 (б).

РИС. 3 Положительная обратная связь вызывает колебания.

Условия колебаний

Два условия, показанные на фиг. 4, необходимы для устойчивого состояния колебания:

1. Фазовый сдвиг вокруг контура обратной связи должен быть эффективным

2. Коэффициент усиления по напряжению вокруг замкнутого контура обратной связи (коэффициент усиления контура) должен равно 1 (единица).

РИС.4 Общие условия для поддержания колебаний.

Коэффициент усиления напряжения в замкнутом контуре обратной связи является продуктом усиление усилителя и затухание B цепи обратной связи.

Acl = Av B

Если желательным выходом является синусоидальная волна, петлевое усиление больше 1 быстро приведет к насыщению выходного сигнала на обоих пиках сигнала, производят недопустимые искажения. Чтобы избежать этого, некоторая форма управления усилением необходимо использовать для поддержания коэффициента усиления контура ровно 1, когда колебания начал.Например, если затухание цепи обратной связи составляет 0,01, усилитель должен иметь коэффициент усиления ровно 100, чтобы преодолеть это затухание. и не создавать недопустимого искажения.

Коэффициент усиления усилителя больше 100 заставит генератор ограничивать оба пика формы волны.

Условия запуска

До сих пор вы видели, что нужно осциллятору для создания непрерывного синусоидальный выход. Теперь рассмотрим требования к колебаниям для запуска при первом включении напряжения питания постоянного тока.Как известно, Для поддержания колебаний должно быть выполнено условие единичного усиления. Для колебания для начала усиление напряжения вокруг контура положительной обратной связи должно быть больше чем 1, чтобы амплитуда выходного сигнала могла достигать желаемого уровня.

Затем усиление должно уменьшиться до 1, чтобы выход оставался на желаемом уровне. уровень и колебания поддерживаются. Способы, которыми некоторые усилители достигают это снижение прироста после запуска обсуждается в следующих разделах эта секция.Условия усиления напряжения как для запуска, так и для поддержания колебания показаны на фиг. 5.

Обычно возникает вопрос: если осциллятор изначально выключен и отсутствует выходное напряжение, как возникает сигнал обратной связи чтобы начать процесс накопления положительных отзывов? Изначально небольшой положительный напряжение обратной связи возникает из-за термического широкополосного шума в резисторов или других компонентов или от переходных процессов при включении источника питания.Схема обратной связи допускает только напряжение с частотой, равной выбранная частота колебаний должна появляться синфазно на входе усилителя. Это начальное напряжение обратной связи усиливается и постоянно усиливается, что приводит к нарастанию выходного напряжения, как обсуждалось ранее.

РИС. 5 Когда колебание начинается в t0, условие Acl> 1 вызывает амплитуду синусоидального выходного напряжения для достижения желаемого уровня. Затем Acl уменьшается до 1 и сохраняет желаемую амплитуду.

РАЗДЕЛ 2 ПРОВЕРКА

1. Какие условия необходимы для колебания цепи?

2. Определите положительный отзыв.

3. Каковы условия усиления напряжения для запуска генератора?

_3 ОСЦИЛЛЯТОРЫ С ЦЕПИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ RC

Три типа генераторов обратной связи, которые используют RC-цепи для создания синусоидальных сигналов. выходами являются генератор моста Вина, генератор сдвига фазы и двойной Т-осциллятор.

Обычно RC-генераторы с обратной связью используются для частот до 1 МГц. Мост Вина на сегодняшний день является наиболее широко используемым типом RC-обратной связи. осциллятор для этого диапазона частот.

После заполнения этого раздела вы сможете:

— Описание и анализ работы RC-генераторов с обратной связью

— Определите и опишите генератор моста Вина

— Обсудите реакцию схемы опережения-запаздывания

— Обсудить затухание в цепи опережения-запаздывания

— Рассчитать резонансную частоту

— Обсудите условия положительной обратной связи для колебаний

— Опишите условия запуска

— Обсудите стабилизированный на JFET осциллятор с мостом Вина

— Описание и анализ генератора фазового сдвига

— Обсудите требуемое значение затухания обратной связи

— Рассчитать резонансную частоту

— Обсудить двойной Т-образный осциллятор

Осциллятор Вина-Бридж

Одним из типов генераторов с синусоидальной обратной связью является генератор на основе моста Вина.Фундаментальной частью генератора с мостом Вина является схема опережения-запаздывания. как показано на фиг. 6 (a). R1 ​​и C1 вместе образуют часть запаздывания схема; и формируем ведущую часть. Работа этого опережения-запаздывания Схема выглядит следующим образом. На более низких частотах ведущая цепь доминирует. из-за высокого реактивного сопротивления As частота увеличивается, уменьшается, таким образом позволяя выходному напряжению увеличиваться. На определенной частоте, отклик схемы запаздывания вступает во владение, и уменьшающееся значение вызывает уменьшение выходного напряжения.

РИС. 6 Схема опережения-запаздывания и ее кривая отклика.

Кривая отклика для схемы опережения-запаздывания, показанной на фиг. 6 (b) указывает что выходное напряжение достигает пика на частоте, называемой резонансной частотой, фр. В этот момент затухание (Vout / Vin) схемы составляет 1/3, если R и X_c1 = X_c2, как указано в следующем уравнении:

EQN. 1

Формула резонансной частоты (также получена на спутнике сайт) составляет:

EQN.2

Подводя итог, можно сказать, что схема опережения-запаздывания в генераторе моста Вина имеет резонансная частота fr, при которой фазовый сдвиг в контуре равен а затухание — 1/3.

Ниже ведущая цепь доминирует, а выход опережает вход. Выше fr, схема запаздывания доминирует, а выход отстает от входа.

РИС. 7 Схема генератора моста Вина, нарисованная двумя разными, но эквивалентные способы.

Базовая схема

Цепь опережения-запаздывания используется в контуре положительной обратной связи операционного усилителя, как показано на фиг.7 (а). В отрицательной обратной связи используется делитель напряжения. петля.

Схема генератора с мостом Вина может рассматриваться как неинвертирующий усилитель. конфигурация с входным сигналом, возвращаемым с выхода через схема опережения-отставания. Напомним, что делитель напряжения определяет замкнутый контур коэффициент усиления усилителя.

Acl = 1 / B = 1 / [R2> (R1 + R2)] = [R1 + R2] / R2

Схема перерисована на фиг. 7 (b), чтобы показать, что операционный усилитель подключен по мостовой схеме.Одна ветвь моста — это цепь опережения-отставания, а другой — делитель напряжения.

Условия положительной обратной связи для колебаний

Как известно, для схемы для получения устойчивого синусоидального выходного сигнала (колебания) фазовый сдвиг вокруг контура положительной обратной связи должно быть 0 °, а усиление вокруг контура должно равняться единице (1). Условие сдвига фазы 0 ° выполняется, когда частота равен fr, потому что фазовый сдвиг в цепи опережения-запаздывания равен 0 ° и нет инверсии от неинвертирующего (+ _) входа операционного усилителя к выход.Это показано на фиг. 8 (а).

РИС. 8 Условия устойчивых колебаний. (б) Прирост напряжения около петля равна 1. (a) Сдвиг фазы вокруг петли равен 0 °.

Условие единичного усиления в контуре обратной связи выполняется, когда:

Acl = 3

Это смещает 1/3 затухания в цепи опережения-запаздывания, тем самым делая общий коэффициент усиления вокруг контура положительной обратной связи равен 1, как показано на фиг. 8 (б). Для достижения коэффициента усиления с обратной связью 3,

R1 = 2R2

Тогда:

Acl = [R1 + R2] / R2 = [2R2 + R2] / R2 = 3R2 / R2 = 3

———

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Макс Вин (1866-1938) был немецким физиком.Он теоретически разработал концепция осциллятора моста Вина в 1891 году. В то время Вин сделал не иметь средств для развития электронного усиления, поэтому работоспособный генератор не могло быть достигнуто. Основываясь на работе Вена, Уильям Хьюлетт, соучредитель компании Hewlett-Packard, удалось построить практичный мост Вены осциллятор в 1939 году.

———

РИС. 9 Условия пуска и устойчивых колебаний. (а) Коэффициент усиления контура больше 1 вызывает накопление вывода.(b) Коэффициент усиления контура 1 вызывает устойчивое постоянный выход.

РИС. 10 Самозапускающийся генератор на основе моста Вина, использующий встречный стабилитрон диоды.

Условия запуска

Изначально коэффициент усиления в замкнутом контуре самого усилителя должен быть больше, чем 3 (Acl> 3), пока выходной сигнал не достигнет желаемого уровня. Идеально, затем коэффициент усиления усилителя должен уменьшиться до 3, чтобы общий коэффициент усиления вокруг петли равно 1, а выходной сигнал остается на желаемом уровне, таким образом поддерживая колебания.Это показано на фиг. 9.

Схема на фиг. 10 иллюстрирует способ достижения устойчивых колебаний.

Обратите внимание, что схема делителя напряжения была изменена, чтобы включить дополнительный резистор, включенный параллельно с расположением спина к спине стабилитрона. При первой подаче постоянного тока оба стабилитрона R3 открываются. Этот размещает R3 последовательно с R1, тем самым увеличивая коэффициент усиления замкнутого контура усилитель следующим образом (R1 = 2R2):

Acl = R1 + R2 + R3 R2 = 3R2 + R3 R2 = 3 + R3 R2

Сначала небольшой положительный сигнал обратной связи возникает из-за шума или включения. переходные процессы.Схема опережения-запаздывания допускает только сигнал с частотой равно fr, чтобы появиться в фазе на неинвертирующем входе. Эта обратная связь сигнал усиливается и постоянно усиливается, что приводит к нарастанию выходного напряжения. Когда выходной сигнал достигает пробоя стабилитрона напряжение, стабилитроны проводят и эффективно замыкают R3. Это снижает усиление замкнутого контура усилителя до 3. В этот момент общее усиление контура равно 1, выходной сигнал выравнивается, а колебания поддерживаются.

Все практические методы достижения стабильности генераторов обратной связи требуют усиление должно быть саморегулирующимся. Это требование является формой автоматического регулировка усиления (AGC). Стабилитроны на фиг. 10 ограничить усиление в начале нелинейности, в данном случае стабилитронной проводимости. Хотя стабилитрон обратная связь прост, он страдает от нелинейности стабилитронов, которая возникает чтобы контролировать усиление. Трудно добиться неискаженной синусоидальной формы. выходной сигнал.В некоторых старых конструкциях в лампах использовалась вольфрамовая лампа. схема обратной связи для достижения стабильности.

Более эффективный метод управления усилением использует полевой транзистор JFET в качестве регулируемого по напряжению. резистор в цепи отрицательной обратной связи. Этот метод может дать отличную синусоидальная форма сигнала, которая стабильна. JFET, работающий с малым или нулевым работает в омической области. При увеличении напряжения затвора сток-исток сопротивление увеличивается. Если JFET помещен в цепь отрицательной обратной связи, автоматическая регулировка усиления может быть достигнута благодаря этой управляемой напряжением сопротивление.

Мост Вина, стабилизированный на полевом транзисторе, показан на фиг. 11. Коэффициент усиления операционного усилителя. контролируется компонентами, показанными в зеленом поле, в том числе JFET. Сопротивление сток-исток полевого транзистора зависит от напряжения затвора. При отсутствии выходного сигнала на затворе находится ноль вольт, в результате чего сток-исток сопротивление должно быть минимальным. При этом условии коэффициент усиления контура равен больше 1. Начинаются колебания, которые быстро достигают большой выходной мощности. сигнал. Отрицательные отклонения выходного сигнала прямого смещения D1, вызывающие конденсатор С3 заряжается до отрицательного напряжения.Это напряжение увеличивает сопротивление сток-исток полевого транзистора и снижает коэффициент усиления (и, следовательно, выход). Это классический негативный отзыв на работе. При правильном выборе компонентов можно стабилизировать усиление на необходимом уровне. Пример 16-1 показан генератор на основе моста Вина, стабилизированный на полевом транзисторе.

РИС. 11 Самозапускающийся генератор на основе моста Вина, использующий JFET в отрицательном Обратная связь.

Осциллятор с фазовым сдвигом

РИС.13 показан генератор синусоидальной обратной связи. называется фазовращающим генератором.

Каждая из трех RC цепей в контуре обратной связи может обеспечить максимальное фазовый сдвиг приближается к 90 °. Колебание происходит на частоте, где общий фазовый сдвиг по трем RC цепям составляет 180 °. Инверсия самого операционного усилителя обеспечивает дополнительные 180 ° для удовлетворения требований для колебания фазового сдвига 360 ° (или 0 °) вокруг контура обратной связи.

РИС.13 Генератор фазового сдвига.

Затухание B трехсекционной RC-цепи обратной связи составляет

.

EQN. 3

EQN. 4

, где B = R3 / Rf. Чтобы удовлетворить требованию к усилению контура больше единицы, Коэффициент усиления по напряжению с обратной связью операционного усилителя должен быть больше 29 (устанавливается а также ). Частоту колебаний также можно узнать на сопутствующем веб-сайте. и выражается в следующем уравнении, где R1 = R2 = R3 = R и C1 = C2 = C3 = C.

Осциллятор Twin-T

Другой тип RC-генератора с обратной связью называется Twin-T из-за два RC-фильтра Т-типа, используемые в контуре обратной связи, как показано на фиг. 15 (а). Один из двойных Т-фильтров имеет низкочастотный отклик, а другой — низкочастотный. высокочастотный отклик. Комбинированные параллельные фильтры создают полосу пропускания или режекторный ответ с центральной частотой, равной желаемой частоте колебания, как показано на фиг. 15 (б).

Колебания не могут возникать на частотах выше или ниже fr из-за отрицательная обратная связь через фильтры. Однако на fr пренебрежимо мало негативный отзыв; таким образом, положительная обратная связь через делитель напряжения (R1 и R1) позволяет схеме колебаться.

РИС. 15 Двойной Т-образный генератор и отклик двойного Т-фильтра.

РАЗДЕЛ 3 ПРОВЕРКА

1. В генераторе с мостом Вина есть две петли обратной связи.Что такое цель каждого?

2. Определенная схема опережения-запаздывания имеет R1 = R2 и C1 = C2. Входное напряжение приложено среднеквадратичное значение 5 В. Входная частота равна резонансной частоте. схемы. Какое среднеквадратичное выходное напряжение?

3. Почему происходит сдвиг фазы через RC-цепь обратной связи при сдвиге фаз? осциллятор 180 °?

_4 ОСЦИЛЛЯТОРЫ С ЦЕПЬЮ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ LC

Хотя RC-генераторы обратной связи, особенно мост Вина, обычно подходит для частот до 1 МГц, элементы обратной связи LC обычно используются в генераторах, требующих более высоких частот колебаний.Кроме того, из-за ограничения частоты (более низкая частота единичного усиления) в большинстве операционных усилителей дискретные транзисторы (BJT или FET) часто используются в качестве элемент усиления в LC-генераторах. В этом разделе представлены несколько типов резонансные генераторы с обратной связью LC: Colpitts, Clapp, Hartley, Armstrong, и кварцевые генераторы.

После заполнения этого раздела вы сможете:

— Описание и анализ работы генераторов LC с обратной связью

— Определить и проанализировать осциллятор Колпитца

— Определить резонансную частоту

— Опишите условия колебаний и запуска

— Обсудить и проанализировать загрузку цепи обратной связи

— Определить и проанализировать осциллятор Клаппа

— Определить резонансную частоту

— Определить и проанализировать осциллятор Хартли

— Определить резонансную частоту и затухание цепи обратной связи

— Определить и проанализировать осциллятор Армстронга

— Определить резонансную частоту

— Опишите работу кварцевых генераторов

— Определить пьезоэлектрический эффект

— Обсудить кристалл кварца

— Обсудить режимы работы в кристалле

Осциллятор Колпитса

Одним из основных типов генераторов с обратной связью в резонансном контуре является Colpitts, назван в честь его изобретателя — как и большинство других, о которых мы здесь расскажем.Как показано на фиг. 16, этот тип генератора использует LC-цепь в обратной связи. контур, обеспечивающий необходимый фазовый сдвиг и действующий как резонансный фильтр который передает только желаемую частоту колебаний.

РИС. 16 Базовый генератор Колпитца с BJT в качестве элемента усиления.

Приблизительная частота колебаний — это резонансная частота цепи LC и устанавливается значениями C1, C2 и L в соответствии с к этой знакомой формуле:

EQN.5

, где C_T — полная емкость. Потому что конденсаторы эффективно появляются последовательно вокруг цепи резервуара, общая емкость

C_T = C1C2 / C1 + C2

Условия колебаний и запуска Затухание B резонансного цепь обратной связи в генераторе Колпитца в основном определяется значения и фиг. 17 показывает, что ток в циркуляционном резервуаре проходит через оба и (они фактически включены в серию).Напряжение, развиваемое на — выходное напряжение генератора, а возникающее на нем напряжение равно напряжение обратной связи, как указано. Выражение для затухания (B) составляет […]

— p818

Отмена условия 2 pi fr дает Так как B = C2 / C1

Как известно, условие колебания:

AvB = C1 / C2

… где коэффициент усиления усилителя по напряжению, представленный как треугольник на фиг.17. При этом условии, собственно, для осциллятора для самозапуска должно быть больше 1 (то есть, следовательно, напряжение усиление должно быть немного больше

Нагрузка цепи обратной связи влияет на частоту колебаний

как указанное на фиг. 18, входной импеданс усилителя действует как нагрузка на резонансную цепь обратной связи и снижает добротность цепи. Резонансная частота параллельного резонансного контура зависит от Q, по следующей формуле:

EQN.7

Как показывает опыт, для Q больше 10 частота составляет приблизительно как указано в EQN. 5. Однако, когда Q меньше 10, оно значительно уменьшается.

РИС. 18 Zin усилителя загружает цепь обратной связи и снижает ее Q, тем самым понижая резонансную частоту.

————

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Эдвин Х. Колпиттс принимал участие в разработке генераторов и вакуумных генераторов. ламповые двухтактные усилители Western Electric в начале 1900-х годов.Западный Электрические исследовательские лаборатории стали частью Bell Laboratories в 1925 году. и Колпиттс стал вице-президентом Bell Labs до выхода на пенсию. В Генератор Колпитца назван в его честь.

——————

РИС. 17 Затухание в контуре резервуара — это выход резервуара. (Vf) делится на вход в резервуар (Vout). B _ Vf / Vout _ C2 / C1. Для AvB _ 1, Av должно быть больше C1 / C2.

—————-

FET может использоваться вместо BJT, как показано на фиг.19, чтобы минимизировать эффект нагрузки входного импеданса транзистора. Напомним, что полевые транзисторы имеют гораздо более высокие входные сопротивления, чем транзисторы с биполярным переходом. Кроме того, когда к выходу генератора подключена внешняя нагрузка, как показано на фиг. 20 (а), fr может уменьшиться, опять же из-за уменьшения Q. происходит, если сопротивление нагрузки слишком мало. В некоторых случаях один способ устранение влияния сопротивления нагрузки за счет трансформаторной связи, как показано на фиг.20 (б).

РИС. 19 Базовый генератор Колпитца на полевых транзисторах.

РИС. 20 Осцилляторная нагрузка.

Осциллятор Клаппа

Осциллятор Клаппа — это вариант Колпитта. Основное отличие дополнительный конденсатор, включенный последовательно с катушкой индуктивности в резонансном цепь обратной связи, как показано на фиг. 22. Поскольку идет в серию с и вокруг цепь бака, общая емкость

— p821

, а приблизительная частота колебаний:

— p821b

Если C3 намного меньше, чем C1 и C2, то C3 почти полностью контролирует резонансная частота.

Так как и оба подключены к земле на одном конце, емкость перехода транзистора и другие паразитные емкости появляются параллельно с C1 и C2 на землю, изменяя их действующие значения. C3 не затрагивается, тем не менее, и, таким образом, обеспечивает более точную и стабильную частоту колебаний.

РИС. 22 Базовый осциллятор Клаппа.

Осциллятор Хартли

Генератор Хартли аналогичен Колпитсу, за исключением того, что обратная связь Схема состоит из двух последовательных катушек индуктивности и параллельного конденсатора, как показано на рисунке. на фиг.23.

РИС. 23 Базовый осциллятор Хартли.

————-

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Ральф Винтон Лион Хартли (1888-1970) изобрел осциллятор Хартли. и преобразование Хартли, метод математического анализа, который способствовал к основам теории информации.

В 1915 году он отвечал за разработку радиоприемника для Bell System. трансатлантические радиотелефонные испытания. За это время он разработал Хартли осциллятор.Патент на осциллятор был подан в 1915 году и получен в 1920.

————-

В этой схеме частота колебаний при Q> 10

fr = 1 / 2p _ / L-T C

… где LT = L1 + L2. Катушки индуктивности действуют аналогично C1 и C2. по Колпитсу для определения затухания B в цепи обратной связи.

В _ L1 / L2

Для обеспечения запуска колебаний значение должно быть больше 1 / B.

Av = L2 / L1

EQN. 8

Нагрузка контура резервуара имеет тот же эффект в Hartley, что и в Колпитс; то есть Q уменьшается и, следовательно, уменьшается.

Осциллятор Армстронга

Этот тип LC-генератора с обратной связью использует трансформаторную муфту для питания обратно часть напряжения сигнала, как показано на фиг. 24. Иногда бывает называется «тиклерным» осциллятором по отношению к трансформатору вторичная или «тиклерная катушка», обеспечивающая обратную связь для сохранения колебание идет.Армстронг встречается реже, чем Колпитты, Клэпп и Хартли, главным образом из-за недостатка размера трансформатора. и стоимость. Частота колебаний задается индуктивностью первичная обмотка (Lpri) параллельно C1.

EQN. 9

РИС. 24 Базовый осциллятор Армстронга.

————-

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Эдвин Ховард Армстронг (1890-1954) был американским инженером-электриком. и изобретатель.Он был изобретателем FM-радио.

Армстронг также изобрел рекуперативный контур (запатентован в 1914 г.), супергетеродинный приемник (запатентован 1918 г.) и суперрегенеративная схема (запатентован 1922 г.). Многие изобретения Армстронга в конечном итоге были востребованы. другими в патентных исках. Генератор Армстронга назван в его честь.

————-

Генераторы с кварцевым управлением

Самый стабильный и точный тип генератора обратной связи использует пьезоэлектрический кристалл в цепи обратной связи для управления частотой.

Пьезоэлектрический эффект

Кварц — это один из обнаруженных кристаллических веществ. в природе проявляет свойство, называемое пьезоэлектрическим эффектом. Когда изменяющееся механическое напряжение применяется к кристаллу, чтобы вызвать его чтобы вибрировать, возникает напряжение с частотой механической вибрации. И наоборот, когда на кристалл подается переменное напряжение, он колеблется. при частоте приложенного напряжения. Возникает самая большая вибрация на собственной резонансной частоте кристалла, которая определяется физические размеры и способ огранки кристалла.

РИС. 25 Кристалл кварца. — (c) Символ (a) Типичный кристалл в упаковке (b) Базовая конструкция (без корпуса) (d) Электрический эквивалент

РИС. 26 Базовые кварцевые генераторы.

Кристаллы, используемые в электронных приложениях, обычно состоят из кварца. пластина, установленная между двумя электродами и заключенная в защитную «банку», как показанный на фиг. 25 (а) и (б).

Схематический символ кристалла показан на фиг.25 (c) и эквивалент Схема RLC для кристалла представлена ​​на фиг. 25 (г). Как видите, Эквивалентная схема кристалла представляет собой последовательно-параллельную цепь RLC и может работать в последовательном или параллельном резонансе. В ряду резонансных частоты, индуктивное реактивное сопротивление компенсируется реактивным сопротивлением Cs. Оставшийся последовательный резистор Rs определяет импеданс кристалла.

Параллельный резонанс возникает, когда индуктивное реактивное сопротивление и реактивное сопротивление параллельной емкости Cp равны.Параллельная резонансная частота обычно как минимум на 1 кГц выше, чем резонансная частота последовательного сигнала. А Большим преимуществом кристалла является то, что он демонстрирует очень высокую добротность (Qs с типичны значения в несколько тысяч).

Генератор, использующий кристалл в качестве последовательного резонансного контура резервуара, показанный на фиг. 26 (а). Импеданс кристалла минимален на серии резонансная частота, что обеспечивает максимальную обратную связь. Кристаллическая настройка конденсатор CC используется для «точной настройки» частоты генератора. слегка «подтянув» резонансную частоту кристалла или вниз.

РИС. 26 Базовые кварцевые генераторы.

Модифицированная конфигурация Колпитса показана на фиг. 26 (б) с кристаллом действует как параллельный резонансный контур резервуара. Импеданс кристалла максимальна при параллельном резонансе, таким образом развивая максимальное напряжение на конденсаторы. Напряжение на C1 подается обратно на вход.

Режимы колебаний кристалла

Пьезоэлектрические кристаллы могут колебаться в одной из двух основных мод. или обертон.Основная частота кристалла — это самая низкая частота при котором он естественно резонансный. Основная частота зависит от механические размеры кристалла, тип огранки и другие факторы, а также обратно пропорциональна толщине кристаллической пластины. Так как пластину кристалла нельзя разрезать слишком тонко без разрушения, есть верхний предел основной частоты. Для большинства кристаллов этот верхний предел меньше 20 МГц. Для более высоких частот кристалл должен быть работал в режиме обертона.Обертоны — это приблизительные целые числа, кратные основной частоты. Частоты обертона обычно, но не всегда, нечетные кратные (3,5,7, …) основного. Много кристаллов генераторы доступны в корпусах интегральных схем.

РАЗДЕЛ 4 ПРОВЕРКА

1. В чем основное различие между осцилляторами Колпитта и Хартли?

2. В чем преимущество усилителя на полевых транзисторах в генераторе Колпитца или Хартли?

3.Как отличить осциллятор Колпитца от осциллятора Клаппа?

Похожие статьи

Электронные компоненты: генераторы | Suntsu Electronics

CM 907 SUO32PD 907 9070X3.2 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD) ОСЦИЛЛЯТОР SMD (4PAD) 907G11 907 CM 907 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD) ) ОСЦИЛЛЯТОР,5 ППД (6PAD) ) ОСЦИЛЛЯТОР ) ОСЦИЛЛЯТОР ) ОСЦИЛЛЯТОР

SXO11C

CMOS

1,6X1,2 КЕРАМИЧЕСКИЙ SMD (4PAD) ОСЦИЛЛЯТОР

± 20ppm

1,8 В, 2,5 В, 3,3 В

1.000 МГц -Миниатюрный пакет

SXO21C

CMOS

2.0X1.6 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (4PAD)

± 20ppm

1,8 В, 2,5 В, 3,3 В

1,000 МГц — 60,000 МГц

3K

Ультра-миниатюрный корпус

S CMOS

2.5X2.0 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (4PAD)

± 20ppm

1,8 В, 2,5 В, 3,3 В

32,768 кГц, 1.000 МГц — 110.000 МГц

3K

Ультра-миниатюрный корпус

SQG22C

CMOS

2.5X2.0 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

8 000 МГц — 250 000 МГц

3K

Программируемый осциллятор, низкий джиттер

907

2.5X2.0 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20 ppm

2.5V, 3.3V

8.000MHz — 1500.000MHz

3K

Программируемый осциллятор, низкий джиттер

LVDS

2.5X2.0 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

8,000 МГц — 1500,000 МГц

3K

Программируемый осциллятор, низкий джиттер

3,2X2,5 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (4PAD)

± 20 ppm

1,8 В, 2,5 В, 3,3 В

32,768 кГц, 1,000 МГц — 133,000 МГц

3K

Ультра-миниатюрный корпус

LVPECL

3.2X2,5 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

3,3 В

80,000 — 170,000 МГц

3K

Ультранизкий джиттер

SUO3214ER

ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

3,3 В

80,000 — 170,000 МГц

3K

Ультранизкий джиттер

SQG32C

SMD

ОСЦИЛЛЯТОР

± 20ppm

2.5V, 3.3V

8.000MHz — 250.000MHz

3K

Миниатюрный корпус, быстрый поворот, низкий джиттер, широкий диапазон частот

SQG32P

LVPECL

ADIC2D ( ) ОСЦИЛЛЯТОР

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

8,000 МГц — 1500,000 МГц

3K

Миниатюрный корпус, быстрый поворот, низкий джиттер, широкий частотный диапазон

LVG1432DS

3.2X2,5 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

8,000 МГц — 1500,000 МГц

3K

Миниатюрный корпус, быстрый поворот, низкий джиттер, широкий диапазон частот

SXO53C

CMOS

5.0X3.2 КЕРАМИЧЕСКИЙ SMD (4PAD) ОСЦИЛЛЯТОР

± 20ppm

1,8 В, 2,5 В, 3,3 В

32,768 кГц, 1 000 МГц — 160 000 МГц

SXO53P

LVPECL

5.0X3.2 КЕРАМИЧЕСКИЙ SMD (6PAD) ОСЦИЛЛЯТОР

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

20,000 МГц — 160,000 МГц

1K

Низкий джиттер

.2 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

20,000 МГц — 160,000 МГц

1K

Низкий джиттер

SXO1414H

± 25ppm

2,5 В, 3,3 В

100 МГц, 125 МГц

1K

Низкий джиттер, миниатюрный корпус

LVP X3.2 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

3,3 В

80,0000 — 170,000 МГц

1K

Сверхнизкий джиттер

SUO5314 LV713

0X3.2 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

3,3 В

80,0000 — 170,000 МГц

1K

Сверхнизкий джиттер

SQC14ERC

± 20ppm

3.3V, 5.0V

1.000MHz — 133.000MHz

1K

Quick Turn, программируемый осциллятор

SQG147C 907.0X3.2 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

8,000 МГц — 250,000 МГц

1K

Программируемый осциллятор, низкий джиттер

5.0X3.2 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

2.5V, 3.3V

8.000MHz — 1500.000MHz

1K

Программируемый осциллятор, низкий джиттер

LVDS

5.0X3.2 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

10 000 МГц — 800 000 МГц

1K

Программируемый осциллятор, низкий джиттер

7,0X5,0 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (4PAD)

± 20ppm

1,8 В, 2,5 В, 3,3 В

32,768 кГц, 1,000 МГц — 200,000 МГц

1K

Стандартный корпус

LVPECL

7.0X5.0 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

20,000 МГц — 260,000 МГц

1K

Низкий джиттер, широкий диапазон частот.

SXO75L

LVDS

7,0X5,0 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

20,00028 J

20,00028

МГц Широкий диапазон частот

SXO75H

HCSL

7.0X5.0 КЕРАМИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР SMD (6PAD)

± 25ppm

2,5 В, 3,3 В

100 МГц, 125 МГц

1K

Низкий джиттер

SUO1475P

SUO1475P

± 20ppm

3,3 В

80,000 — 170,000 МГц

1K

Сверхнизкий джиттер

SUO75L

7AD

± 20ppm

3.3 В

80,000 — 170,000 МГц

1K

Сверхнизкий джиттер

SQG75C

CMOS

7,0X5,0 CERAMIC SMOS

7,0X5,0 КЕРАМИЧЕСКИЙ SMD (6PAD

907 ППД (6PAD

)

8.000–250.000 МГц

1K

Программируемый осциллятор, низкий джиттер

SQG75P

LVPECL

7.0X5.0 CERAMADIC 907.0X5.0 CERAMADIC 9075V, 3.3V

8.000MHz — 1500.000MHz

1K

Программируемый генератор, низкий джиттер

SQG75L

LVDS

7.0X5.0 CERAM

2,5 В, 3,3 В

8,000 МГц — 1500,000 МГц

1K

Программируемый осциллятор, низкий уровень джиттера

SQC75C

CMOS

MASCER

7.0X5.0 COS (4) 20 стр. / Мин

3.3V, 5.0V

1.000MHz — 133.000MHz

1K

Quick Turn, программируемый осциллятор

SXOHSC

CMOS / TTL

8 PIN DIP ОСЦИЛЛЯТОР

2,5 В, 3,3 В, 5,0 В

32,768 кГц — 155,520 МГц

НЕТ

Широкий частотный диапазон

SXOFSC

CMOS / TTL

14 PIN DIP

2.5 В, 3,3 В, 5,0 В

32,768 кГц — 150 000 МГц

Н / Д

Широкий диапазон частот

SXOPJC

CMOS

14X9.8 PLASTORAD7D

± 20ppm

3,3 В, 5,0 В

1.000MHz — 125.000MHz

1K

Пластиковый J-образный вывод

SQCPJC

CM-

OS SMX

± 20ppm

3.3V, 5.0V

1.000MHz — 133.000MHz

1K

Quick Turn, запрограммированный осциллятор, J-образный вывод

SUO22P

LVPECL

ADIC

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

13,500 МГц — 156,250 МГц

3K

Сверхнизкий джиттер

SUO22L

ER LVADIC

± 20 частей на миллион

1.8 В, 2,5 В, 3,3 В

13,500 — 156,250 МГц

3K

Сверхнизкий джиттер

SQC32C

CMOS

3.0X2.5 CERADIC

3.3V, 5.0V

1.000MHz — 133.000MHz

1K

Quick Turn, запрограммированный осциллятор

SLO32L

LVDS

ADX2.5 C ± 20 частей на миллион

1.8 В, 2,5 В, 3,3 В

100,000 МГц — 320,000 МГц

3K

Низкий ток, сверхнизкий джиттер

SLO32P

LVPECL

3,2X2,5 CERADIC

± 20ppm

2.5V, 3.3V

100.000MHz — 320.000MHz

3K

Низкий ток, сверхнизкий джиттер

SLO53L

LVDSX

± 20ppm

1.8 В, 2,5 В, 3,3 В

100,000 МГц — 320,000 МГц

1K

Низкий ток, сверхнизкий уровень джиттера

SLO53P

LVPECL

SMILLD (осцилляторная панель)

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

100,000 МГц — 320,000 МГц

1K

Низкий ток, сверхнизкий уровень джиттера

SLO75L

LVPAMIC

± 20ppm

1.8 В, 2,5 В, 3,3 В

100,000 МГц — 320,000 МГц

1K

Низкий ток, сверхнизкий джиттер

SLO75P

LVPECL

7.0X5.0 CERPAMILL

± 20ppm

2,5 В, 3,3 В

100,000 МГц — 320,000 МГц

1K

Низкий ток, сверхнизкий джиттер

Основы генераторов

В предыдущей статье обсуждались резонансные цепи.Теперь мы рассмотрим эту фундаментальную рабочую лошадку современного электронного мира — осциллятор. Без этого передача и прием радио и телевидения в том виде, в каком мы их знаем, были бы невозможны. Существует бесчисленное множество других приложений, от микроволновой печи с ее высокочастотным силовым полем до функционального генератора, встроенного в осциллограф Tektronix MDO 3104.

Мы видели, что резонансный контур из-за равного индуктивного и емкостного сопротивлений может выводить электрическую энергию на дискретных частотах.Из-за неизбежного электрического сопротивления в цепи напряжение на выходе будет уменьшаться, приближаясь к нулю. Это известно как затухающая волна, и это обычное явление для электрической и неэлектрической колебательной энергии в природе.

Генератор подразумевает непрерывный устойчивый выход. Для поддержания непрерывной выработки необходимо постоянное поступление новой энергии. Энергия должна поступать от электрической цепи, источника постоянного тока или какого-либо другого генератора. Такая же ситуация существует с часовым механизмом, где пружина или набор грузов подает накопленную энергию в систему.

Многие типы генераторов могут быть построены из простых электрических компонентов, питаемых от девятивольтовой батареи. Частоту можно регулировать с помощью переменного сопротивления, а выходной сигнал отображается мигающим светодиодом или громкоговорителем, издающим звуковой сигнал, в зависимости от частоты. Выходной сигнал также может отображаться на осциллографе, а точная частота отображается с помощью внутреннего частотомера.

Осцилляторы

делятся на две категории: линейный (гармонический) генератор, выводящий сигнал синусоидальной формы, и нелинейный (релаксационный) генератор.

Линейный генератор подразделяется на генератор с обратной связью и генератор с отрицательным сопротивлением.

Простой линейный генератор с фазовым сдвигом. Выходной сигнал возвращается на вход операционного усилителя через фазосдвигающую схему, состоящую из резисторов и конденсаторов, которая сдвигает фазу выхода усилителя не менее чем на 180 градусов на частоте колебаний, чтобы обеспечить положительную обратную связь.

Линейный генератор может иметь форму простого транзистора или операционного усилителя. Что заставляет это работать, так это петля обратной связи.При включении питания электронный минимальный уровень шума инициирует колебания, которые усиливаются и возвращаются на вход. Частота быстро стабилизируется до точного значения, которое зависит от резонансного контура. Значения компонентов выбираются таким образом, чтобы амплитуда выдерживалась, а форма волны не затухала.

Релаксационный осциллятор нелинейный. Он выводит несинусоидальный сигнал. Некоторые примеры — прямоугольная волна и треугольная волна. Осциллятор релаксации содержит переключающее устройство, которое насыщается большую часть цикла.Осцилляторы релаксации широко используются в низкочастотных приложениях, где выходной сигнал представляет собой мигающий свет, звуковой сигнал и т.п.

Релаксационный осциллятор, излучающий прямоугольные волны, на основе компаратора. Когда выход компаратора отклоняется от нуля, положительная обратная связь приводит к насыщению выхода либо на положительной, либо на отрицательной шине. Последовательная RC-цепь соединяет выход и инвертирующий вход, так что инвертирующий вход приближается к выходу V с постоянной времени RC. Когда инвертирующий вход V превышает неинвертирующий вход V, выход компаратора быстро падает.Разница между входами становится все более и более отрицательной, инвертирующий вход приближается к выходу V компаратора, и цикл повторяется. Кварцевые генераторы

подходят там, где требуется точная выходная частота. Кристалл кварца, обладающий пьезоэлектрическими свойствами, заменяет настроенную схему. Он вибрирует с заданной частотой, и колебания поддерживаются на постоянном уровне с помощью подключенного источника питания и усилителя. Кварцевые генераторы используются для управления частотами при радиопередаче и для обеспечения тактовых сигналов в компьютерах и кварцевых часах.

Генераторы для телекоммуникационных приложений — электронные изделия

Четыре основных типа генераторов доступны для использования в коммуникациях
и других электронных приложениях

БРЮС КЛАРК
Fox Electronics
Форт-Майерс, Флорида

Генераторы

лежат в основе многих электронных и коммуникационных систем, которые зависят от точного измерения времени и координации. Они используются для стабилизации генераторов время-частота, которые, в свою очередь, выдают несущие и пилотные сигналы для электронных систем связи и навигации.

Генераторы

также выдают тактовые сигналы, используемые оборудованием обработки данных, а также опорные сигналы для других систем специального назначения. Требуемая точность и стабильность выходной частоты генератора зависят от приложения и варьируются от примерно ± 1000 ppm в случае простых микропроцессорных часов до менее чем ± 5 ppm для приложений, требующих очень точного управления частотой.

По сути, генераторы состоят из секции усилителя
и секции
обратной связи, которая содержит схему фазовой коррекции.

Типы осцилляторов

Возможности для типа и конструкции генератора практически безграничны; и фактически, кварцевые генераторы доступны во множестве типов и размеров, использующих множество различных схемных решений. Однако генераторы с кварцевым управлением можно разделить на четыре основные категории:

Простые кварцевые генераторы (SPXO) обычно используются в качестве устройства синхронизации для микропроцессоров. SPXO могут обеспечивать точность частоты порядка от 10 ⁵ до 10 ⁴ .Обычно они доступны для стандартных частот от 1 до 100 МГц со стабильностью частоты ± 100 ppm.

SPXO не содержат никаких средств для минимизации влияния температуры на выходную частоту устройства. Однако их низкая стоимость делает их идеальным выбором для приложений, в которых колебания температуры минимальны или для которых не требуются большая точность и стабильность.

Доступны

SPXO с широким диапазоном возможностей вывода. Они доступны как в сквозной, так и в SMT конфигурации и имеют размер от 21 x 14 x 6 мм до 5 x 3.2 х 1,5 мм. Как правило, цена на SPXO находится в диапазоне 0,90 доллара США за каждое при количестве 5000 штук.

Кварцевые генераторы, управляемые напряжением (VCXO) часто используются в приложениях с ФАПЧ. Они обеспечивают средства управления выходной частотой в узком диапазоне, обычно с помощью варакторного диода в качестве подстроечного конденсатора. VCXO поставляются в корпусах размером 14 x 10 x 3 мм и в конфигурациях со сквозным отверстием и SMT.

VCXO обеспечивают точность порядка от 10 ⁶ до 10 ⁵ .Диапазон частот обычно составляет от 1 до 30 МГц. Это генераторы с жесткими допусками, стабильность частоты которых составляет ± 50 ppm, а частотная способность составляет ± 100 ppm.

VCXO доступны с выходами HCMOS и TTL, и их фазовый шум обычно составляет от 125 до 130 дБн / Гц. Цена обычно составляет около 4 долларов за штуку при количестве 5000 штук.

Кварцевые генераторы с регулируемой температурой (TCXO) используются в портативных телефонах, сотовых телефонах, оборудовании связи, сотовых радиоприемниках, а также в аэрокосмической и двусторонней радиосвязи.Поскольку они доступны с низким напряжением, TCXO идеально подходят для использования в портативных устройствах связи с батарейным питанием.

Эти генераторы корректируют выходную частоту против влияния температуры. Температурная компенсация обычно осуществляется датчиком температуры, который регулирует переменный конденсатор, в результате чего при любой температуре в пределах расчетного диапазона генератора выходная частота остается почти постоянной. TCXO доступны с регулировкой напряжения, а также с температурной компенсацией.

TCXO обладают частотной точностью порядка от 10 ⁷ до 10 ⁶ ; доступные частоты от 1 до 60 МГц. TCXO обычно имеют жесткую стабильность частоты, от ± 1 до ± 2,5 ppm. Они доступны в конфигурациях с сквозным отверстием или SMT; размеры упаковки варьируются от 30 x 30 x 15 мм до 11,4 x 9,6 x 3,9 мм. Цены обычно начинаются примерно от 4 долларов за штуку при количестве 5000 штук.

Кварцевые генераторы (OCXO) часто используются в навигационных системах в качестве устройств управления синхронизацией, а также в качестве прецизионных эталонов частоты.Эти устройства включают в себя печь, которая поддерживает кристалл при постоянной температуре, или камеру с регулируемой температурой, в которой находятся как кристалл, так и схема генератора.

No related posts.