Генератор синусоидального напряжения, сигнала, синуса, синусоиды. Гиратор. Схема, расчет онлайн. Гираторный

Расчет гиратора и генератора синусоидального сигнала на нем. (10+)

Гиратор, аналог катушки индуктивности - Расчет гиратора. Генератор синусоидального сигнала на гираторе

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Онлайн расчет гиратора.

Проведем расчет параметров гиратора, приведенного на схеме (A)

[Индуктивность гиратора, мГн] = [Емкость C1, нФ] * [Сопротивление R1, кОм] * [Сопротивление R3, кОм]

[Омическое сопротивление гиратора, кОм] = [Сопротивление R1, кОм]

[Амплитуда силы тока через гиратор, А] = [Амплитуда напряжения на входе, В] / квадратный_корень(([Омическое сопротивление гиратора, кОм] * 1000) ^ 2 + (2 * [Пи] * [Частота сигнала, кГц] * [Индуктивность гиратора, мГн]) ^ 2)

[Минимальное напряжение питания, В] = квадратный_корень((1000 * [Амплитудное значение тока через гиратор, А] * [Сопротивление резистора R1, кОм]) ^ 2 + [Амплитуда напряжения на входе, В] ^ 2) + 2

Для схемы (B) верны следующие соотношения:

[Индуктивность гиратора, мГн] = [Емкость C1, мкФ] * [Сопротивление R1, кОм] * ([Сопротивление R3, кОм] + [50, кОм]) * 2

[50, кОм] - эквивалентное сопротивление делителя на резисторах R4, R5. Это сопротивление включено последовательно с R3.

[Омическое сопротивление гиратора, кОм] = ([Сопротивление R1, кОм] - [Сопротивление R6, кОм]) / 2

[Амплитуда силы тока через гиратор, А] рассчитывается по той же формуле, что и в предыдущем случае.

[Минимальное напряжение питания, В] = квадратный_корень((1000 * [Амплитудное значение тока через гиратор, А] * ([Сопротивление резистора R1, кОм] + [Сопротивление резистора R6, кОм]) ^ 2 + [Амплитуда напряжения на входе, В] ^ 2) + 2

Если заменить в схеме резисторы R6 и R3 подстроечными, то индуктивность и омическое сопротивление можно будет подстраивать в широких пределах.

Генератор синусоидального напряжения на гираторе - схема

Если подключить дроссель с отрицательным омическим сопротивлением к конденсатору, то возникнут синусоидальные колебания нарастающей амплитуды на частоте резонанса полученного колебательного контура. Этот эффект используется в приведенной схеме. Вместо дросселя используется гиратор. Чтобы ограничить амплитуду, применяются стабилитроны, соединенные встречно и резистор, последовательно со стабилитронами.

Резистор R6 - на 1% - 3% больше, чем R1. В качестве R6 удобно применять два резистора, соединенных последовательно. Один из них равен R1, а другой имеет сопротивление 1% - 3% от R1.

Подбирая резисторы R6 и R7, можно получить очень хорошую синусоиду.

Преимуществ у приведенной схемы три. Во-первых, генератор имеет хорошую нагрузочную способность. Нагрузка до определенного предела не оказывает влияния на работу генератора. Во-вторых, частоту генератора можно регулировать переменным резистором R3 в широких пределах. В-третьих, частота генератора может быть очень небольшой, например, 0.01 Гц.

Гираторный генератор синусоиды - расчет

[Частота генератора, кГц] = 1 / (2 * [Пи] * Квадратный_корень([Индуктивность гиратора, мГн] * [Емкость C2, мкФ] / 1000)

Генератор нормально работает при условии, что операционный усилитель не входит в состояние насыщения. Для этого напряжение питания должно быть достаточно велико. Напомним, что выходное напряжение операционного усилителя должно отстоять от напряжения питания на 2 вольта (около того). Гиратор питается от двухполярного источника питания.

Когда мы будем говорить о напряжении питания, мы будем понимать, что источник выдает напряжение питания между общим проводом и положительным выводом, и минус напряжение питания между общим проводом и отрицательным выводом. Таким образом напряжение между положительным и отрицательным выводами равно двум напряжениям питания.

Для расчета напряжения питания необходимо знать амплитуду напряжения на конденсаторе C1. Точное прогнозирование этой амплитуды представляет проблему. Однако можно считать, что эта амплитуда не будет превышать 150% от напряжения стабилизации стабилитронов VD1, VD2.

[Амплитудное значение тока в контуре, А] = [Амплитуда напряжения на C1, В] / (2 * [Пи] * [Частота сигнала, кГц] * [Индуктивность гиратора, мГн])

[Напряжение питания, В] = квадратный_корень((1000 * [Амплитудное значение тока в контуре, А] * ([Сопротивление резистора R1, кОм] + [Сопротивление резистора R6, кОм])) ^ 2 + [Амплитуда напряжения на C1, В] ^ 2) + 2

Это верно, так как напряжение на выходе равно сумме напряжения на конденсаторе и напряжения на резисторах R1 и R6, напряжение на конденсаторе и сила тока, а значит напряжение на R1 + R6, имеют синусоидальный вид и сдвинуты по фазе на 90 градусов, а выходное напряжение должно быть всегда меньше напряжения питания на 2 и более вольт.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи. [1] сообщений.

При повторении схемы детектора скрытой проводки подключение входного штыря (индикатора скрытой проводки) в соответствии со схемой не обеспечивает обнаружение проводки. Читать ответ...