Elektronics Workbench dasturida generatorlarni loyixalash va optimallashtirish Lab

4-Laborat oriy a ishi.
Mavzu: Elektronics Workbench dasturida generatorlarni
loyixalash va optimallashtirish.
Kirish.  
Axborotni   eltuvchi   asosiy     vosita   bu   sinusoidal   elektromagnit
to’lqinlar   bo’lib   qolmoqda.   Zamonaviy   elektronikada   qo’llaniladigan
generatorlarning   turlari   va   vazifalari   turli   tumandir.     Ular   axborot
tashishdan tashqari elektr sxemalarni yoki obektlarni tekshirish, kuzatish
uchun ham ishlatiladi. 
Shuning  uchun  eng sodda  va  ko’p foydalaniladigan  elektr  signallar
generatorlarini   yig’ishni   va   loyixalashni   o’rganish   juda   muhim
hisoblanadi. 
Ishning maqsadi. 
Elektronics Workbench dasturida sinusoidal generatorni 
loyixalashni va optimallashtirishni, uning asosiy parametrlarini   an iql ashni  
o’rganish.
Topshiriq.   
1. Elektronics Workbench dasturida tranzistorli LC va RC  sinusoidal 
generatorlar loyihalang.
2. LC generatorning chastotasini 10 MGs  va RC   generatorning 
chastotasini 100 kGs gacha optimallashtiring. 
3. Generatorlarning AChX larini oling.
4. Mazkur generatorlarning qo’llanilish mumkin bo’lgan bironta soha 
yoki uskunani ko’rsating.
LC v a RC  sinusoidal generat orlar t o’g’risida umumiy  ma’lumot lar.
Tashqi   davriy   ta’sir   bo’lmagnda   va   kuchlanishning   sinusoidal   o’zgarishlari   yuz
berdigan zanjirlarga avtotebranishlar zanjirlariular asosida tuzilgan qurilmalarga esa
avtogeneratorlar yoki sinusoidal tebranishlar generatorlari deyiladi.
Bu   zanjirlarning   o’zgarmas   tok   manbai   energiyasini   davriy   elektr   tebranishlar
energiyasiga aylantiruvchi sifatida qarash lozim.
H ar   qanday   so’nmas   elektrtebranishlarni   hosil   qilish   va   saqlab   turish   uchun
elektr  zanjirining  tarkibida aktiv element bo’lishi shart. Biror sabablarga ko’ra passiv
zanjirda   uyg’otilgan   elektr   tebranishlari   vaqt   ztishi   bilan   so’nadi.   Har   qanday avtogeneratorni   uch   qismga   ajratish   mumkin   ya’ni,   tebranuvchi   sitema,   aktiv
element,   va   o’zgarmas   tok   yoki   kuchlanish   manbai.   U   yoki   bu   elektr   zanjirdn,
avtogenerator   sifatida   foydalanish   mumkin   ekanligini   aniqlash   uchun,   shu   elektr
zanjirini   ifodalovchi   matematik   differensial   tenglamalar   sistemasini   yechish   bilan
xulosa chiqarish mumkin.  Tenglamalar  sistemasini  yechish ntijasida  elektr zanjiri bir
yoki bir  nechta  qat’iy   muvozanat   vaziyatiga  ega  ekanligi  va  bu  vaz i yatlar  tashqi   yoki
ichki   uyg’otuvchi   ta’sir   natijasida   chiqarilgan   elektr   zanjiri   vaqt   o’tishi   bilan   shu   yoki
boshqa   muvozanat   holatini   egallash   uchun   harakat   qilsa,   bunday   elektr   zanjiridan
avtogenerator   sifatida   foydalanib   bo’lmaydi.   Avtogeneratorli   zanjirlarda   har   qanday
jkda kichik usg’otuvchi ta’sir  unda davriy elektr tebranishlarni  yuzaga  keltiradi va bu
tebranshlar   amplitudasi   zanjirning   nochiziqliliklari   bilan   chegaralanmaguncha   ortib
boradi.
Bu   analizning   mohiyatini   transformatorli   teskari   bog’lanishli   maydonli
tranzistorda tuzilgan avtogenerator misolida ko’rib chiqamiz. Analizni soddalashtirish
uchun   maydonli   tranzistorni   ideal   deb   qaraymiz,   ya’ni   tranzistorning   stok   toki   stok-
istok      va zatvor – istok     kuchlanishlari oniy qiymatning  uzluksiz funksichsi
deb qaraladi:
                                                                               (1.0)    
Avtogenerator xususiyatlarini (povedeniye) quyidagi tenglamalar sistmasi bilan
ifodalash mumkin:
                                 (1.1)
Bunda   L,   R,   C   mos   ravishda   stok   zanjiriga   ulangan   tebranish   konturining
induktivligi,   aktiv   qarshiligi   va   kondensator   sig’imi,   M   –   tebranish   konturidagi   va
teskari   bog’lanish   zanjiridagi   g’altakning   o’zaro   induktivligi,     –   ta’minlochi
kuchlanish,   - zatvordagi siljish kuchlanishi,   – induktivlik toki.
                Yuqoridagi   (1.1)   tenglamalar   sistemasidagi   ikkinchi   tenglamadan       -   ni
aniqlab
                                                                            (1.2) 
Sistemadagi birinchi tenglamaga qo’yamiz va undan    - ku ch lanishni aniqlaymiz
                                                             (1.3)
Bu ifodani fiferensiallab va (1.1) tenglamalar sistemas i dagi uchinchi 
tenglamaga qo’yish bilan quyidagiga ega bo’lamiz: Hosilalarga nisbatan yechilgan (1.1) tenglamadar sistemasini quyidagi ko’rinishda 
yozish mumkin:
      (1.4)
         (1.5)
Agar zanjir qat’iy holatga ega bo’lsa, u holda tenglamalar sistemasining 
yechimi vaqtga bog’liq bo’lmaydi. Bu   bo’lganda o’rinli bo’ladi. U holda
 bo’ladi va (1.1) tenglamalar sistemasidagi birinchi tenglamam 
yoki   ko’rinishni oladi.
           Tenglamaning chap qismi   bo’lganda manfiy bo’ladi. Tokning   ortib 
borishi bilan tenglamaning birinchi a’zosi  ortib boradi, ikkinchisi esa kamayadi. 
Bundan   ma’lum musbat qiymati birinchi tenglamani qanoatlantiruvchi yechim 
bo’ladi.
           Shunday qilib, ko’rilayotgan elaktr zanjiri bitta muvozanat vaziyatiga ega. Bu 
holatning qat’iyligini tekshiramiz.
          Faraz qilaylik elektr zanjiriga uyg’otuvchi ta’sir ko’rsatadi va natijida  tok   ga 
o’zgarib   qiymatga ega bo’ldi va zatvor kuchlanishi   esa   ga 
o’zgaradi. U holda hosilalarga nisbatan yechilgan (1.4) va (1.5) tenglamalr (5.3) ni 
hisobga olgan holda quyidagicha yozish mumkin:
                            (1.6)
             (1.7)
          Agar   va   yetarli darajalarda kichik bo’lsa, u holda ikkinchi tartibli 
qiymatlarini hisobga olmagan holda (5.6) ni quyidagicha yozish mumkin:
bunda    va    hosilalar   nuqtalarda olingan
           Ifodadagi   va    deb belgilab olib, quyidagi boimiy 
koeffisiyentli tenglamalar sistemasini hosil qilamiz:
   (1.8)
            Ikkinchi tenglamadan    ni aniqlab birinchi tenglamaga qo’yish bilan 
quyidagiga ega bo’lamiz:
         (1.8)
           Bu tenglamaning yechimi quyidagi ko’rinishda bo’ladi:
                             (1.10)   bunda      
A va V – doimiy koeffisiyentlar.
                    Agar     bo’lsa, boshlang’ich uyg’otilgan tebranishlar     va     qancha
kichik   bo’lmasin,   vaqt   o’tishi   bilan   uning   qiymati   dastlabki   tenglamalarda   hisobga
olinmagan   zanjirning  nochiziqliklari  qadar  o’sib  boradi.   Agar     bo’lsa,   uyg’itilgan
tebranishlar   vaqt   o’tishi   bilan   so’nib   uning   qiymati   0   ga   intilib   boradi,   ya’ni   sistema
dastlabki holatiga qaytadi. 
           Shunga ko’ra avtotebranishlar yuz berishi uchun   bo’lishi kerak. Bu esa
 va   shart bajarilganda amalga oshadi. 
                    O’zaro   induksiya   M   musbat   teskari   bog’lanish   bo’lgan   manfiy   qiymat   qabul
qiladi.   Bu   vaqtda   induktivlikdan   o’tayotgan   tokning   ortishi   tranzistor   zatvorida
tranzistor   orqali   o’tayotgan   tokning   ortishiga   va   induktivlik   tokining   ortishiga   olib
keluvchi   qo’shimcha     kuchlanishni   hosil   qiladi.   Agar   zatvorga   ulangan
induktivlik uchlarini almashtirilsa, u holda     va teskari bog’lanish manfiy bo’ladi.
Bu holda  bo’lib avtotebranishlar yuz bermaydi. 
           Shunday qilib, elektron zanjir muvozanat  holati o’zining parametrlariga bog’liq
holda turg’un yoki turg’unmasligi mumkin.
Muvozanat vaziyati turg’un bo’lmagan har qanday real zanjirdagi yetarli 
darajada kichik ta’sir tayinli   chastotadagi elektr tebranishlarni yuzaga keltiradi va 
tebranishlar amplitudasi tayinli qiymatga qadar ortib boradi. 
Agar     va     -   qiymatlari     va     shartlar
bajariladigan   darajada   kichik   bo’lsa,   u   holda   tebranishlar   chastotasi   aktiv
elementning parametrlariga va induktiv g’altakning parametrlariga bog’liq bo’lmagan
holda    ifoda bilan aniqlanadi. 
Agar   bo’lsa, u holda tebranishlar chastotasi tranzistorning 
parametrlariga, induktiv g’altakning aktiv qarshiligiga va teskari bog’lanish 
chuqurligiga bog’liq bo’ladi.
Avtotebranishlar   zanjirlarini  analiz   qilishning   yuqorida  ko’rilgan  usuli   amalda
qo’llash uchun juda qiyin va ko’p vaqt talab qiladi.
Љisqartirilgan   holda   analiz   qilish   uchun   teskari   bog’lanishlar   haqidagi
umumiy   nazariyalardan   foydalanish   yetarlidir.   Bunga   ko’ra   avtotebranishlar   yuz
berishi   uchun   teskari   bog’lanish   musbat   va   halqaviy   kuchaytirish       bo’lishi
yetarlidir. 
Bundan tashqari elektron zanjir birorta ham muvozanat vaziyatiga ega 
bo’lmasligi lozim.
Oxirgi   aytilgan   shart   teskari   bog’lanishga   ega   bu   zanjirning   umumiy
tenglamasidan kelib chiqmaydi. Biroq bu shart bajarilmasa masbat teskari bog’lanish
va     bo’lgan   holda   ham   avtotebranishlar   yuz   bermaydi.   Elektr   tebranishlari   yuz
berishi mumkin bo’lgan zanjirda qat’iy muvozanat vaziyatning  bo’lmasligining  asosiy
sabablaridan   biri   unda   energiya   to’plash   xususiyatiga   ega   bo’lgan   reaktiv
(kondensator,   induktiv   g’altak)   elementlarning   mavjudligidir.   Shunga   ko’ra
avtotebranishlarni  analiz  qilishda   oldindan  avtotebranishlar   yuz  berishi  aniq  bo’lgan
konfigurasiyadagi elektron zanjirlarni ko’rish kerak. Tayinli avtotebranishlar mavjud bo’ladi agar 
         (1.11)
shart bajarilsa.
Bu ifodadagi    va   kompleks kattaliklar bo’lganligi sababli (1.11)  ifoda 
ikkiga bo’linadi ya’ni,   amplitudalar balans sharti va  fazalar 
balans sharti, bunda  
Real   zanjirlarda       bo’lgandan   ulardagi   elektr   tebranishlar     amplitudasi
uzluksiz   ortib   boradi.   Amplitudaning   ma’lum   bir   qiymatida   kuchaytirgich   kaskadi
tavsifnomasining     nochiziqli   qismiga   chiqadi   va   kuchaytirish   koeffisiyenti   kamayib
(1.11)   tenglik   bajariladi.   Boshqacha   aytganda   kuchaytirish   koeffisiyenti   avtomatik
ravishda   o’zgaradi.   Buning   asosiy   sababi   aktiv   element   ishchi   nuqtasining   nochiziqli
qismiga ko’chganligidir.
Elektr tebranishlari generatorini uch turga bo’lish mumkin:
1. Yuqori chastotali   tipdagi generator.
2. Past chastotali   generator.
3. Tebranishlar chastotasi kvars bilan stabillashtirilgan generator.
Topshiriqning bajarilish k et ma-k et ligi.
1. 1-  va  3 -rasmda keltirilgan sxemalarni Elektronics Workbench 
dasturida yig’ing.
2. Sxemalarning to’g’ri ishlayotganligini tekshiring.
3. Generatorlar chastotalarini topshiriqda berilgan chastotalarga 
maksimal yaqinlashishini ta’minlang(buning uchun kerakli 
kondensator sig’imi, induktivlik yoki qarshilikni tanlang).
4. Generatorlarning optimal parmetrlarini va xarakteristikasini 
tanlang.
5. Har bir sxema uchun elementlar ro’yxati va parametrlarini tanlang 
hamda nima uchun shunday parametrlarda generatorlar optimal 
ishlashini aniqlang. 1-rasm. LC   sinusoidal generat or.
2-rasm. To’g’ri t o’rt burchak  signallar generat ori. 3-rasm. 10 k Gs   sinusoidal generat or. Nazorat  sav ollari:
1. Sinusoidal generatorlarning asosiy parametrlarini keltiring.
2. Sinusoidal generatorlarning asosiy turlarini keltiring.
3. Sinusoidal generatorlarni modulyasiyalashning asosiy turlarini 
keltiring.
4. RC va LC generatorlarning bir bidan farqi nimada.
5. RC va LC generatorlarda chastotani tanlash qaysi elementning 
parametrini tanlash bilan olib boriladi. 
6. RC va LC generatorlarning qo’llanlishi sohalarini keltiring.
A dabiy ot lar
1. EWB (htt:/www.interactive.com)
2. Пряшников В. А., Петров Е. А., Осипов Ю. М. Электроника и ТОЭ в примерах
и задачах. СПб.:Изд. Корона принт.2002.
3. Домашная библиотека радиолюбителя. Вып.3.(электронная версия)
4. Моргунова Н. Я. Конспект лекций по курсу «Конструирование 
радиоаппаратуры» М.1979
5. Электронная лаборатория в программах EWB. Под редакцией Карлащук С.
А. М.: Горячая линия, 2001, 620 с.