...................................... (juhendaja allkiri) Tallinn 2011 1. Arvutuste lähteandmed. Tabel 1. Lähteandmed. Suurus Väärtus E 10V UE0 2V IK0 0,5mA 2. Koostatud võimendi skeem koos elementide väärtustega. Joonis 1. LC ostsillaatori skeem Tabel 2. Kasutatud elementide väärtused. Suurus Väärtus RB1 240k RB2 120k RE 3,9k RK 6,8k CB 220pF CE 6,8nF C2 10nF C1 750pF 3. Ostsillaatori sagedus f0, väljundpinge amplituud ja arvutatud pooli L induktiivsus. Ostsillaatori sagedus f0 = 386,9kHz Väljundpinge amplituud Uv = 4,68V Pooli induktiivsus C1 + C2 -4 L := = 2
Raadiosageduslik skeemitehnika ARUANNE Täitja(d): xxx Juhendaja: Ivo Müürsepp Töö tehtud: 9. Aprill 2012 Aruanne esitatud: 16.aprill 2012 Aruanne tagastatud Aruanne kaitstud ...................................... (juhendaja allkiri) Töö eesmärk: Lihtsa ostsillaatori ehituse ja tööpõhimõttega tutvumine. Mahtuvuslikus kolmpunktlülituses generaator. Positiivne tagasiside ja selle kasutamine. Ostsillaatori väljundsignaali puhtus ja sageduse stabiilsus, toitepinge kõikumiste mõju. Siirdeprotsessid käivitusel. Kasutatavad seadmed: · Ostsilloskoobi mooduliga PicoScope 2205 varustatud personaalarvuti · Toiteplokk EP-603 · Montaaziplaat, transistor (BC547B), takistid, kondensaatorid, induktiivpool · Ühendus- ja montaazijuhtmed
Matemaatiline pendel tähtsusetult väikese massiga niidi otsas rippuv punktmass. 88. Tuletage valem matemaatilise pendli võnkumise kirjeldamiseks väikeste nurkade korral. Tehke joonis. = = = = = [] = - { = - sin ( ) = () = ( + 0 ) = = 2 89. Matemaatilise pendli võnkeperioodi valem. = 2 90. Ostsillaatori definitsioon ja näited. Ostsillaator süsteem, milles võivad toimuda võnkumised. Lihtsaim ostsillaator on pendel. 91. Ostsillaatori omasageduse definitsioon. Ostsillaatori omasagedus sagedus, millega võnguks ostsillaator tasakaalust väljaviimise järel oma sisejõudude mõjul. 92. Sundvõnkumise definitsioon. Sundvõnkumine võnkumine, mis toimub perioodilise välisjõuga mõjutatavas ostsillaatoris.
energia . Pöördliikumisel on massi osas inertsimoment, joonkiiruse osas aga nurkkiirus. Välisjõudude töö pöörlemisel: 4. Harmooniline ostsillaator, ta liikumise võrrand ja selle lahend. Süsteemi, mida kirjeldab võrrand , kus 02 on positiivne konstant, nimetatakse harmooniliseks ostsillaatoriks. Ning selle lahendi üldkuju on . Harmooniline ostsillaator on niisugune süsteem, mis võngub harmooniliselt teatud tasakaaluasendi ümber. Ho impulss . 5. Harmoonilise ostsillaatori kiirus, kiirendus ja energia. Kiirus: . Kiirendus: . Energia: harmoonilise ostsillaatori energia on jääv. 6. Füüsikaline ja matemaatiline pendel. Matemaatiliseks pendliks nimetatakse idealiseeritud süsteemi, mis koosneb kaalust ja venimatust niidist, mille otsas ripub ainepunkt, so keha, mille mass on koondunud ühte punkti. Võnkesagedus sõltub ainult pendli pikkusest ja raskuskiirendusest, kuid ei sõltu pendli massist. Matemaatilise pendli võnkeperiood:
tõke. Tõkke läbilaskvustegur D iseloomustab ühtlasi tõkke läbimise tõenäosust. 44. Lineaarne harmooniline ostsillaator Ostsillaator võnkuja Harmooniline võnkumine siinuse järgi Aatomid ja molekulid kristallvõres. Harmoonilisele võnkumisele saab taandada ka keerukamate võnkumiste juhte, nagu näiteks aatomite võnkumised molekulides. Tahkekehateooria ja väljateooria mitmed probleemid on taandatavad harmoonilise ostsillaatori ülesandele. Kui jõud, mis viib süsteemi tasakaaluasendi poole võrdub hälbega, siis nimetatakse seda harmooniliseks ostsillaatoriks.näiteks molekulid kristallvõres. 45. Kvantmehhaanilise ostsillaatori erinevus klassikalisest 1) Ostsillaatori kogu energiaspekter on diskreetne ja tasemed mittekõdunud 1 E n = h n + . 2 1
Stoletovi doktoritöö järeldusi kasutati praktikas elektrimasinate konstrueerimisel. Palju energiat kulutas ta füüsika edendamisele Venemaal. Max Planck (1858 1947) Suur saksa füüsikteoreetik, kvantteooria mikroosakeste liikumise, vastastikmõju ja vastastikuste muundumiste teooria rajaja. Oma 1900. a. ilmunud töös, mis oli pühendatud tasakaalulisele soojuskiirgusele, oletas Planck esimesena, et ostsillaatori energia omab diskreetseid väärtusi, mis on võrdelised ostsillaatori võnkesagedusega. Ostsillaator kiirgab elektromagnetenergiat üksikute portsjonite kaupa. Wilhelm Röntgen (1845 1923) Kuulus saksa füüsik, kes avastas 1295. a. lühilainelise elektromagnetkiirguse röntgenkiirguse. Röntgenkiirte avastamine avaldas kogu edasisele füüsika arengule tohutut mõju ning viis radioaktiivsuse avastamiseni. Röntgen aitas igati kaasa, et tema avastuse praktiline kasutamine meditsiinis leviks kiiremini.
sünteesil: mitmeid siinushelisid miksitakse palju keerulisemateks helilaineteks. 1935.aastal ehitatud algsel Hammondi orelil genereeriti siinustoone pöörlevate helirullide ( revolving tone wheel) abil, mis indutseeriti elektrivooluks elektromagnetilise adapteri abil. Iga osaheli jaoks oli eraldi helirull (tonewheel). Moodsamates orelites toodab siinushelisid ostsillaator. Elektriorelitel hoolitsevad ostsillaatori toonide muutmise eest küllaltki lihtsad formandifiltrid (formant filter), automatiseerimine ja moduleerimine hoolitsevad lihtsa vibrato eest.Enamus analoogsüntesaatoreid produtseerib oma heli kasutades abstrahiivset sünteesi. Selle meetodiga toodab ostsillaator osaheliderikast helilainet, mis võib olla ka saehammas või pulsslaine. Signaal suunatakse läbi filtrite, mis eelistavad teatud osahelisid teistele. Nii saadakse sünteesheli, mis võib sarnaneda mõne akustilise heliga või mitte
f j = 2,2 + (1011,018 -1011,022) 2 + (1011,012 -1011,022) 2 + (1011,008 -1011,022) 2 + (1011,003 -1011,022) 2 + + (1010,998 -1011,022) 2 + (1010,993 - 1011,022) 2 = 0,031344317 0,03 kHz 90 Arvestades veahinnangu väärtust,keskmise sageduse väärtust ning mõõdetud sageduste tulemusi, siis paistab ,et kasutatava ostsillaatori sagedus pole kuigi stabiilne.Sagedus kõigub küll vähe,aga sellegipoolest ei ole ostsillaator stabiilne. 4.Pooli L1 induktiivsus Teades.et võnkeringi kondensaatorite väärtused on C3=1nF ja C4=15nF,leiame kasutades Thompsoni valemit pooli L1 induktiivsuse. 1 Thompsoni valem: f = 2 LC Meil vajalik valem on siis seega : 2
Heinrich Rudolf Hertz Keiu Lindeburg 11.klass Kes Ta on? Heinrich Rudolf Hertz, 18571894, saksa füüsik. Lõi elektromagnetilise ostsillaatori teooria, tegi katseliselt kindlaks elektromagnetlainete olemasolu – nendel töödel rajaneb tänapäeva raadiotehnika– nendel töödel rajaneb tänapäeva raadiotehnika , avastas välisfotoefekti ja töötas teoreetilise mehaanika ja elastsusteooria alal. Lõi muu hulgas elastsete kuulide põrke teooria (1882) ja uuris elektrikontakte Lapsepõlv Hertz sündis Hamburgis, Saksamaal, jõuka ja kultiveeritud Hansa peres. Tema isa,
· Kineetiline energia: , ja välisjõudude töö keha pöörlemisel ümber liikumatu telje z nurga võrra: · . · · II. Mehaanilised võnkumised ja lained. · 1. Harmooniline ostsillaator, ta liikumise võrrand ja selle lahend. · Harmooniliseks ostsillaatoriks nim. keha, mille kaugus tasakaaluasendist muutub siinus- või koosinusfunktsiooni kohaselt: · , kus on amplituud, võnkumiste faas, algfaas, ja T võnkeperiood. · 2. Harmoonilise ostsillaatori kiirus, kiirendus ja energia. · Harmoonilised võnkumised tekivad kvaasielastsusjõu mõjul, kusjuures elastuskoefitsent . · Harmoonilise ostsillaatori kiirus ja kiirendus muutuvad samuti harmooniliselt, koguenergia on aga ajas muutumatu. · Kiirus: , maksimaalne kiirus . · Kiirendus: , maksimaalne kiirendus . · Energia: , , . · 3. Füüsikaline ja matemaatiline pendel.
takistus (47k), R1 takisti R1 takistus. Asetades lähteandmed valemisse saame: Paispooli volt * mikrosekund konstandid avalduvad valemist: , kus E x T on induktiivpooli volt * mikrosekund konstant, U IN on impulss-stabilisaatori mikroskeemi sisendpinge, UOUT on toiteploki väljundpinge, mis on reguleeritav, seega peab arvutama kogu pingevahemiku jaoks, F on mikroskeemi ostsillaatori sagedus 52 kHz. Asetades lähteandmed valemisse saame tabeli: Uout ExT 1,25 22,3 2 33,8 3 47,8 4 60,0 5 70,4 6 78,8 7 85,4 8 90,1 9 92,9 10 93,8 11 92,9 12 90,1 13 85,4 14 78,8 15 70,4 Tabel 1. Volt * mikrosekund arvutused vastavalt väljundpinge muutusele Tabeli väärtustest saame graafiku. Joonis 5. Volt * mikrosekund graafik vastavalt väljundpinge muutustele
Eksisteerib ka keerukamaid vastuvõtjaid, näiteks superheterodüünvastuvõtja (Joonis 7), mis on tänapäeval kõige populaarsem vastuvõtja ning ka spetsiaalsemaid seadmeid, nagu näiteks raadioteleskoopides ja radarites. [12] Joonis 7 Superheterodüünvastuvõtja blokkdiagramm Superheterodüünvastuvõtja sarnaneb veidi Joonis 6 olevale vastuvõtjale, kuid kohe peale raadiosagedusliku signaali võimendamist lisatakse signaalile kohaliku ostsillaatori (Local Oscillator) poolt genereeritud signaal, mille abil saadakse sisendsignaalist madalam vahesagedus, kuid ka mõned harmoonilised toonid, mis eraldatakse filtri abil enne vahesagedusvõimendisse saatmist. Keerukamatel vastuvõtjatel on neid astmeid mitu. Sellele järgneb traditsiooniliselt juba demoduleerimine ja audiosageduslik võimendamine. [12] Raadio kasutusalad Raadio põhiline kasutusotstarve on informatsiooni vahendamine ruumipunktide vahel läbi
Kui metallist (elektrit juhtiv) objekt satub anduri mähiste magnetvälja mõjupiirkonda, siis selles indutseeritud voolud tektitavad generaatorile lisakoormuse, mida on võimalik mõõta. 57. Mahtuvus lähedus andur Mahtuvusliku lähedusanduri tajur põhineb kõrgsagedusgeneraatoril ehk ostsillaatoril, mille võnkeahela kondensaator moodustab tajuri tundliku elemendi. Ostsillaatori töötamisel tekib kondensaatori ümber kõrgsageduslik elektriväli. Kui mingi elektrit juhtivast või ka isoleermaterjalist objekt, mille suhteline dielektriline läbitavus on suurem kui 1, satub kondensaatori elektrivälja mõjupiirkonda, siis kondensaatori mahtuvus muutub. 58. Optilised andurid 59. Elektrilised rõhuandurid 60. N-P-N väljundiga andurite sisselülitamine 61. P-N-P väljundiga andurite sisselülitamine
Sagedust muudetakse ülevalt alla fs fosc fp fvs fvs – vahesagedus fp – peegelsagedus fosc – ostsillaatori sagedus fs – signaalisagedus NT: Sagedus, mida vastu võtame, on fs = 10...12 MHz Kui võtame ossi kõrgema: fosc = 11...13 MHz, siis Rf = 13/11 = 1,18 Kui võtame ossi madalama: fosc = 9...11 MHz, siis Rf = 11/9 = 1,22 5. SuperheterodüünVV plokkskeem 6 Raadiovastuvõtjad RF MIX IF
c. Antud sagedusel kiiratav energia on võrdne seda sagedust omavate vibraatorite koguenergiaga. Arvutame vibraaatori keskmise energia: Taandame ning tähistame . Kõik kõrgemad astmed asenduvad nüüd astmetega: Ja nüüd tuleb matemaatiline fookus. Arvutame avaldise: mis lõpmatu rea korral võrdub lugejas oleva summaga ! Edasi käib lihtne algebra. Võrdusest saame Pannes selle Rayleigh'-Jeans'i valemisse asendamaks ostsillaatori "termodünaamilist energiat" , saamegi Plancki valemi. Einsteini fotoefekti valem. Valemist lähtudes saab seda teha vaid kiirgus, mille kvandi energia (Plancki valemi järgi on see võrdeline sagedusega) on suurem elektroni potentsiaalsest energiast. Viimane on eri metallidel erinev ja seetõttu on erinev ka piirsagedus. Kui pealelangeva valguse sagedus on väiksem (lainepikkus suurem) energiast , vabu elektrone ei teki. Kui energia on suurem, kehtib valem
c. Antud sagedusel kiiratav energia on võrdne seda sagedust omavate vibraatorite koguenergiaga. Arvutame vibraaatori keskmise energia: Taandame ning tähistame . Kõik kõrgemad astmed asenduvad nüüd astmetega: Ja nüüd tuleb matemaatiline fookus. Arvutame avaldise: mis lõpmatu rea korral võrdub lugejas oleva summaga ! Edasi käib lihtne algebra. Võrdusest saame Pannes selle Rayleigh'-Jeans'i valemisse asendamaks ostsillaatori "termodünaamilist energiat" , saamegi Plancki valemi. Einsteini fotoefekti valem. Valemist lähtudes saab seda teha vaid kiirgus, mille kvandi energia (Plancki valemi järgi on see võrdeline sagedusega) on suurem elektroni potentsiaalsest energiast. Viimane on eri metallidel erinev ja seetõttu on erinev ka piirsagedus. Kui pealelangeva valguse sagedus on väiksem (lainepikkus suurem) energiast , vabu elektrone ei teki. Kui energia on suurem, kehtib valem
annaabi.ee 
