Generator de semnal modulatie in    amplitudine 455kHz

 

ELECTRONIST RETELE DE TELECOMUNICATII

CUPRINS

Argument

1.Generalitati

a) Oscilatoare

- Definitie

-Tipuri de oscilatoare

(Lc,Rc Collpis,Hartlei,cu Cuart)

-circuite de semnal dreptunghiular CBA

b)Modulatoare

-tipuri de modulatie(Ma,Mf)

2) Aplicati practice

Generator de semnal modulat in amplitudine 455khz

-Schema electrica

-structura de montaj

-rolul componentelor

-domeni de oscilatoare

3)Masuratori si forme de unda.

4)Bibliografie.

Argument

Lucrarea prezentata "Generatoare de semnal 455 kHz, modulat in amplitudine" am conceputo in baza programei noastre scolare si cuprinde temele cuprinse in capitolul oscilatoare, generatoare de semnal dreptunghiular si modularea semnalelor in amplitudine.

Lucrarea are scopul de a veni in ajutorul muncii tuturor elevilor si tehnicienilor care se ocupa cu executarea si intretinerea generatoarelor de semnal modulate in amplitudine.

Prin continutul sau lucrarea se adreseaza tuturor resorturilor industriale care utilizeaza aparate electronice. In lucrare a fost prezentata constructia, functionarea generatoarelor de semnal modulatie in amplitudine.

Mai mult chiar intreaga noastra viata este influentata direct sau indirect de electronica.

Electronica este o disciplina stiintifica si tehnica aparte in care teoria se imbina in mod armonios cu tehnica.

De aceea, totdeauna dupa ce se proiecteaza un aparat este necesar sa-I masuram performntele spre a vedea daca intr-adevar ceea ce s-a realizat este sau nu corespunzator cu ceea ce s-a dorit, are parametric ceruti.

Un montaj simplu azi va ridica o multime de intrebari, ce conduc la alte constructii, la alte experimentari, la alte realizari. In modul acesta treptat de obicei de la simplu la complex, se ajunge la formarea unui bun ectronist, atat util cat si societatii.

Lucrarea realizata de mine cuprinde mai multe capitole in care am prezentat din punct de vedere teoretic, generalitati cu privire la tipurile de oscilatoare utilizate in constructia generatoarelor de semnale, sinusoidale si dreptunghiulare, modulate si nemodulate, precum si utilizarea acestora in verificarea si reglarea radioreceptoarelor si a altor tipuri de aparate.

Cred ca lucrarea mea va constitui un bun maerial didactic in activitatea practica la ateliere si in laboratoarele scoala.

Generalitati

1.. Oscilatoare.

Oscilatoare sunt generatoare de oscilatii electrice intretinute, cu frecventa proprie (care deci functioneaza fara semnal de intrare).

Fata de amplificatoare, oscilatoarele prezinta asemanari si deosebiri.

Asemenea consta in proprietatea comuna de a transforma energia de curent alternativ a semnalului generat.

Deosebirea consta in faptul ca pentru executarea acestei operatii amplificatoarele necesita un semnal de comanda. In al doilea rand, semnalul de iesire a unui amplificator are frecventa determinate de semnalul de intrare, pe cand semnalul generat de oscilator are frecventa data de parametrii circuitelor care il compun si anume:

-forma semnalului generat

-domeniul de frecventa in care lucreaza

-stabilirea frecventei semnalului de iesire

-marimea si stabilitatea amplitudinii semnalului de iesire

-coeficientul de distorsiuni neliniare.

-sa aiba o mare stabilitate a frecventei;

-sa lucreze intr-o banda de frecventa cat mai mare;

-sa dea o tensiune cat mai constanta in banda de lucru;

-sa aiba o mare stabilitate in fonctionare.

Oscilatoarele sunt circuite electronice capabile sa transforme, cu un anumit randament, energia de curent continuu absorbita de la o baterie de alimentare in energie de curent alternativ, de o anumita frecventa.

Amplificatoarelor dar puterea debitata la iesire este conditionata absortia unei puteri la intrare, puterea debitata de catre o sursa externa iar frecventa semnalului de iesire este cea a semnalului de intrare.

Tipuri de oscilatoare

Oscilatoarele se clasifica dupa urmatoarele criterii :

.dupa forma semnalului pe care il genereaza:

-oscilatoare sinusoidale

-oscilatoare nesinusoidale

.dupa domeniul de frecventa:

-oscilatii de joasca frecventa(de audio frecventa)

-oscilatii de inalta frecventa(radio frecventa)

-oscilatii de foarte inalta frecventa

.dupa principiul de functionare:

-oscilatoare cu rezistenta negative

-oscilatoare cu reactie

.dupa natura circuitelor care intervin in structura lor:

-oscilatare R.C.

-oscilatoare Lc

Oscilatoare cu reactie

Oscilatoarele cu reactie sunt amplificatoare cu reactie pozitiva. Amplificatorul cu reactie poate debita putre la iesire chiar atunci cand puterea de excitatie din exterior este nula. Pentru ca amplificatorul propriu-zis (considerat aparte) necesita o putere de excitatie rezulta ca, inclus in bucla de reactie, acesta isi genereaza singur puterea de excitatie. O parte din puterea de iesire, prin bucla de reactie, este dirijata spre intrare pentru autoexcitatie.

Pentru oscilatoarele cu reactie, conditiile de oscilatie sunt:

- Conditia de amplitudine: A ≥ 1;

- Conditia de faza: A+

Din conditia de faza rezulta frecventa oscilatiilor deoarece defazajele introduce de diversele elemente din bucla depend de frecventa.

Oscilatoare LC

Sunt oscilatoare cu reactie la care cuadripolul de reactie este constituit din inductante si condensatoare, comportandu-se ca un circuit rezonant.

Exista mai multe tipuri de oscilatoare LC diferentiale prin modul in care elementele active(tranzistoarele) se cupleaza la circuitul resonant sau in care se realizeaza fizic circuitul rezonant.

In domeniul frecventelor de peste 100kHz oscilatoarele LC se pot realize cu inductante si condensatoare de valori acceptabile si factori de calitate ridicati care asigura o stabilitate satisfacatoare a frecventei. Utilizand condensatoare variabile, uneori inductante variabile, frecventa oscilatoarelor se poate regal la limite destul de largi. La frecvente de ordinal zecilor de kiloherti oscilatoarele LC se realizeaza din ce in ce mai dificil deoarece sunt necesare inductante de valori ridicate cu un numar mare de spire si rezistenta de pierderi mari. Acest fapt antreneaza reducerea factorului de calitate si prin urmare o stabilitate nesatisfacatoare a frecventei.

De asemenea condensatoarele de accord rezulta valori mari, fiind exclusa posibilitatea utilizarii condensatoarelor variabile.

De aceea, in acest domeniu domeniu de frecvente, oscilatoarele LC se utilizeaza mai putin si, de obicei, pe frecvente fixe.

In limite restranse frecventa se regleaza prin prin ajustarea inductantei de acord.

La frecvente de ordinal kilohertilor practice nu se mai pot folosi oscilatoare LC.

Datorita acestui fapt in domeniul frecventelor joase, de ordinal hertilor pana la zeci de kiloherti, se utilizeaza oscilatoare cu reactie, avand cuadripolul de reactie constituit din rezistente si condensatoare. Aceste oscilatoare se numesc oscilatoare RC.

Exista astfel oscilatoare: "in trei puncte", cu cuplaj magnetic, cu cuart, etc.

3 Oscilatoare RC

In domeniul frecventelor de peste 100 kHz, oscilatoarele RC se pot realiza cu bobine si condensatoare de valori usor de construit, cu rezistente de pierderi mult mai mici decat reactantele respective, deci cu factorii de calitate ridicati, asigurand o buna stabilitate a frecventei.

La frecvente de ordinul zecilor de kiloherti apar dificultati in realizarea oscilatoarelor, impunandu-se valori mari atat inductantelor bobinelor, cat si capacitatii condensatoarelor. In aceste conditii nu mai pot fi folosite condensatoare variabile, ci fixe, iar bobinele au un numar mare de spire, rezistenta de pierderi mare si deci un factor de calitate slab.

La frecventa de ordinul kilohertilor si mai mici, practic nu se mai pot folos oscilatoare de tip C.

In aceste conditii, in domenilu frecventelor joase (herti-zeci de kiloherti) se utilizeaza oscilatoare cu reactie pozitiva selectiva, avand cuadripolul de reactie din rezistente si condensatoare. Aceste oscilatoare se numesc oscilatoare RC.

In cazul oscilatoarelor RC se pun aceleasi probleme ca si in cazul oscilatoarelor cu reactie studiate anterior. Parametrii lor trebuie sa indeplineasca conditia Barkhausen (deci atat conditia de amplitudine, cat si cea de faza). Spre deosebire de oscilatoarele LC, la care frecventa de lucru este frecventa de rezonanta a circuitului oscilant LC, in cazul oscilatoarelor RC frecventa semnalului generat este acea frecventa pentru care, datorita reactiei pozitive, amplificarea circuitului devine infinita. Ea se afla impunand relatia (2,6) (conditia de faza), deoarece defazajele introduse de diverse elemente din circuit depind de frecventa si relatia (2,6) dintre aceste defazaje este satisfacuta numai pentru o singura frecventa, egala cu frecventa de oscilatie.

Conditia de amplitudine da, ca si in cazurile anterioare, relatiile ce trebuie sa existe intre marimile caracteristice amplificatorului si cele ala cuadripolului de reactie pentru a asigura amorsarea oscilatiilor.

Oscilatoarele RC se pot clasifica dupa urmatoarele criterii :

Dupa numarul de tranzistoare folosite ca amplificatoare, oscilatoarele RC pot fi :

oscilatoare RC cu un singur tranzistor ;

oscilatoare RC cu doua tranzistoare ;

Dupa configuratia cuadripolului de reactie, oscilatoarele RC pot fi :

cu retea de defazare trece-sus (fig3,1);

cu retea de defazare trece-jos (fig3,2);

cu punte Wien (fig3,3);

cu punte dublu T (fig3.4).

Oscilatoare RC cu un singur tranzistor. Caracteristic acestei categorii este faptul ca tranzistorul introduce un defazaj de , ceea ce pentru respectarea conditiei de faza (2.6) impune si retelei de defazare crearea aceluiasi defazaj de

Se poate pune problema gasirii numarului minim de celule RL care indeplinesc conditia obtinerii acestui defazaj. In fiecare celula RL, datorita pierderilor date de elementul pozitiv, unghiul dintre tensiunea la bornele circuitului si curentul prin circuit este mai mic decat , in care ). In aceste conditii este evident ca doua nu pot realiza defazajul de dorit si deci numarul minim de celule RL necesare este de trei. Folosind elemente respectiv egale, se pot gasi valorile acestora pentru care defazajul unei celule RC sa fie de si deci defazajul total sa fie de radiani (

In ceea ce priveste conditia de amplitudine, satisfacerea acesteia duce la aflarea valorilor minime ale parametrilor tranzistoarelor pentru care montajul oscileaza.

In cazul schemelor din figurile 3.1 si 3.2, punand conditia ca factorul de reactie sa fie real si negativ, se obtin formulele :

pentru reteaua trece-sus si pentru reteaua trece-jos :

(3.2)

In ambele cazuri, rezistenta R' din schemele echivalente din figurile 3.1,b si 3.2 b se calculeaza impunand conditia ca rezistenta echivalenta a circuitului format din R' in serie cu sa fie egala cu R :

(3.3)

Pentru <<R, formulele se simplifica, obtinandu-se :

pentru reteaua trece-jos :

; (3.4)

pentru reteaua trece-sus :

(3.5)

Circuitul basculant astabil

Circuitul basculant astabil face parte din clasa oscilatoarelor electronice de relaxare si se utilizeaza ca generator de semnal dreptunghiular.    Circuitul basculant astabil poate fi realizat fie dupa o schema simetrica cu cuplaj colector-baza fie dupa Circuitul basculant astabil prezinta doua stari instabile, dintr-o stare in alta facandu-se automat la intervale de timp determinate de valorile elementelor de circuit.

Circuite basculante astabile. Circuitele basculante astabile, numite si multivibratoare, se utilizeaza pentru a genera impulsuri dreptunghiulare periodice. Ele pot fi considerate oscilatoare, in sensul ca semnalul de iesire Circuite basculante astabile. Circuitele basculante astabile, numite si multivibratoare, se utilizeaza pentru a genera impulsuri dreptunghiulare periodice. Ele pot fi considerate oscilatoare, in sensul ca semnalul de iesire apare fara a necesita un semnal de comanda la intrare.

In figura se reprezinta un astfel de circuit, la care tranzistoarele se afla pe rand in regim de conductie sau de blocare pe anumite intervale de timp fara intervensia unor semnale de comanda exterioare.

Desi schema este sistematica, executata cu elemente respectiv egale, la conectarea sursei de alimentare, datorita imperfectiunilor tehnologice, apare o mica variatie a curentului de colector al unuia dintre tranzistoare(de exemplu ). Cresterea caderii de tensiune pe ), produsa de cresterea lui , duce la scaderea potentialului de colector al propiului tranzistor . Aceasta scadere se transmite prin pe baza tranzistorului , ducand la micsorarea curentului acestuia de colector. Prin aceasta, scade caderea de tensiune data de pe rezistenta sa de colector si creste potentialul de colector al lui . Aceasta crestere de transmisie prin pe baza lui , marind valoarea curentului sau de colector . Procesul evolueaza in avalansa si duce in final la conductia de saturatie si la blocarea lui . In acest timp, condensatorul , care s-a incarcat in circuitul, incepand sa se descarce prin si , ajungand ca la un moment dat tensiunea pe (care este legata in paralel pe intrarea lui ) sa devina egala cu tensiunea de deschidere a tranzistorului

Circuitul basculant bistabil

Circuitele basculante bistabile (CBB) fac parte din marea familie a circuitelor logice secventiale , cunoscute si sub denumirea de sisteme de ordin.

Oscilatoare cu cristal de cuart. Anumite materiale cum sunt cuartul, turmalina, sarea Seignette si altele, taiate si anumite moduri, prezinta proprietati piezoelectrice.Aceste proprietati constau in aceea ca,aplicand placutei o tensiune electrica ea isi modifica dimensiunile, iar aplicand placutei forte mecanice apar sarcini electrice de anumit tip pe fetele solicitate mecanic.

Se constata experimental ca o placuta de cuart, impreuna cu electrozii respectivi, se comporta intr-un montaj oarecare ca un circuit RLC, de tipul reprezentat in figura 2.10,b

Elementele schemei echivalente au semnificatiile:

L-echivalentul electric al masei cristalului;

C-echivalentul electric al masei cristalului;

R-echivalentul electric al pierderilor prin frecare;

C-capacitatea monturii,capacitatea dintre electrozi.

Modulatoare

Modulatia reprezinta procesul prin care se realizeaza modificarea unuia sau a mai multor parametri ai unui semnal purtator p sub actiunea semnalului mesaj din banda de baza, numit si semnal modulator m. Se obtine astfel un semnal modulat s ce include informatia transmisa de semnalul modulator si care este apoi transmis efectiv pe canalul de comunicatie. Acest semnal nu mai este in banda de baza, avand banda de frecvente translata in jurul frecventei purtatoare.

La receptor, se realizeaza operatia inversa, numita demodulatie, prin care se extrage semnalul modulator din semnalul modulat receptionat si se obtine informatia transmisa in banda de baza.

Principalele motive pentru care se utilizeaza aceasta tehnica, sunt urmatoarele:

- se poate realiza transmiterea simultana pe un acelasi canal cu latime suficienta a mai

multor semnale din banda de baza, fara suprapunerea benzilor de frecventa, prin utilizarea mai multor purtatoare cu frecvente diferite (multiplexare in frecventa);

- semnalul modulat are o imunitate mai buna la perturbaŃii si la distorsiunile introduse de caracteristicile neideale ale canalului;

- deoarece semnalul devine adiacent unei purtatoare de frecventa ridicata, se obtine

reducerea puterii necesare in transmisie;

Transmitereala distanta a unei informatii se face obtinunduse prin intermediul unor semnale care se propaga de la punctual de generare la cel de receptie prin diverse medii constituind ,, linia '' de transmisie. Schema bloc de principiu pentru transmiterea unei informatii este este reprezentata in fig de mai jos.transmisia

ANEXA :Generator de semnal ,modulat in amplitudine 455 khz.    . = Aplicatie practica =

Rolul componentelor si generatorului este mentionata mai jos : T1. T2 de tip BC177 inpreuna cu C1 , C2 ,R1, R2. R3, R4 ,R5 formeaza un generator de semnal dreptunghiular cu frecvennta de 1KHz.T3 cu L1,L2,L3,R7,R8,C3 formeaza un oscilator de tip HARTLEY ce genereaza un semnal de circa 450-470KHz sinusoidal. Sumarea celor 2 semnale se realizeaza prin Rc astfel ca priza mediana L2,L3 obtinem un semnal MA cu frecventa de 455 KHz modulat cu 1 KHz dreptunghiular.Generatorul este necesar si se utilizeaza la reglarea transformatoarelor de frecventa intermiedara FI, in radioreceptoarele superheterodina. Pentru verificarea AAF se ia un semnal din colectorul lui T2 prin C5 de forma dreptunghiulara cu frecventa de un 1 KHz.

Fig.6 Schema electrica a generatorului de semnal MA-455 Khz.

Fig.7 Tabel privind masuratorile de polarizare a tranzistoarelor.

Fig.8 Grafic, privind caracteristica , forma semnalului modulat.

u

t

BiBLIOGRAFIE

Cuilin Baciu: Radioreceptoare de unde scurte, Craiova, Editura Stadion.

Circuite Integrate Liniare; Manual vol 1, Bucuresti, Editura tehnica, 1979

Costiner Ed.:Receptoare pentru radio difuziune, Bucuresti, Editura tehnica, 1971

Dumitru C.: Radio depanare ABC, Bucuresti, Editura Albatros, 1981

Ioan Baciu: Radioreceptoare de unde scurte, Craiova, Editura Stadion

N. Marinescu: Radioreceptoare cu circuite integrate, Bucuresti, Editura Tehnica, 1985

Patras N. : Etaje de detectie, Bucuresti, Editura Tehnica, 1970