Г-образные частотные фильтры на конденсаторе и резисторе

Фильтр высоких частот получается путём замены резистора R₁ делителя напряжения на конденсатор С, обладающий своим реактивным сопротивлением Х_C.

Принцип действия такого фильтра: конденсатор, обладая малым реактивным сопротивлением на высоких частотах, пропускает ток беспрепятственно, а на низких частотах его реактивное сопротивление максимально, поэтому ток через него не проходит.
Из статьи «Делитель напряжения» мы знаем, что значения резисторов можно описать формулами:

или

Принимая входное напряжение за 1 (единицу), а выходное напряжение за 0,7 (значение соответствующее срезу), зная, реактивное сопротивление конденсатора, которое равно:

Подставив значения напряжений, мы найдём Х_C и частоту среза.
Можно делать расчёты и в обратном порядке. С учётом того, что амплитуда выходного напряжения фильтра (как делителя напряжения) на частоте среза АЧХ должна быть равна 0,7 от входного напряжения, следует, что отношение сопротивления резистора R₂ к сопротивлению резистора R₁ (Х_C) соответствует: R₂ / R₁ = 0,7/0,3 = 2,33. Отсюда следует: С = 1,16 / R₂πf, где f – частота среза АЧХ фильтра.

Фильтр низких частот получается путём замены резистора R₂ делителя напряжения на конденсатор С, обладающий своим реактивным сопротивлением Х_C.

Принцип действия такого фильтра: конденсатор, обладая малым реактивным сопротивлением на высоких частотах, шунтирует токи высоких частот на корпус, а на низких частотах его реактивное сопротивление максимально, поэтому ток через него не проходит.
Из статьи «Делитель напряжения» мы используем те же формулы:

или

Принимая входное напряжение за 1 (единицу), а выходное напряжение за 0,7 (значение соответствующее срезу), зная, реактивное сопротивление конденсатора, которое равно:

Подставив значения напряжений, мы найдём Х_C и частоту среза.
Как и в случае с фильтром высоких частот, расчёты можно делать и в обратном порядке. С учётом того, что амплитуда выходного напряжения фильтра (как делителя напряжения) на частоте среза АЧХ должна быть равна 0,7 от входного напряжения, следует, что отношение сопротивления резистора R₂ (Х_C) к сопротивлению резистора R₁ соответствует: R₂ / R₁ = 0,7/0,3 = 2,33. Отсюда следует: С = 1 / (4.66 x R₁πf), где f – частота среза АЧХ фильтра.

 

51)Стабилизаторы их класификация Структурная схема компенсационого стабилизатора

На рисунке наглядно показано каким образом стабилизатор преобразует ломаные, некачественные входящие синусоиды электротока (слева) в синусоиды правильной формы (справа). Именно такое преобразование позволяет сохранять работоспособность Вашей бытовой техники надолго.

Классификация стабилизаторов напряжения По принципу действия, стабилизаторы напряжения разделяют на типы: Феррорезонансные стабилизаторы - работа этого типа стабилизаторов напряжения, основанана на эффекте феррорезонанса напряжения в контуре трансформатор-конденсатор. В настоящее время стабилизаторы этого типа вышли из употребления, т.к. их характеризует ряд конструктивных недостатков: низкое КПД, высокий уровень шума, невозможность работы на холостом ходу и при перегрузках, и т.д. Стабилизаторы на принципе магнитного усилителя - в основе принципа действия этих стабилизаторов лежит эффект нелинейной характеристики намагничивания сердечника трансформатора. Это единственные стабилизаторы напряжения, которые работают в широкой амплетуде атмосферных температур: от минус 45 до плюс 45 °C. Однако высокой уровень шума, узкий рабочий диапазон входных напряжений, сильное искажение формы синусоиды электротока и большая масса, не позволили стабилизаторам этого типа получить широкого распространения. Стабилизаторы напряжения со ступенчатом регулированием - это стабилизаторы переменного напряжения, работа которых, основана на коммутировании между секциями вторичной обмотки трансформатора с отличающимся числом витков. Коммутация происходит автоматически, при помощи таких силовых ключей, как реле, тиристоры, симисторы и пр. Недостатком этого типа стабилизаторов является то, что в силу принципа работы, они не могут обеспечить высокую точность выходного напряжения. К тому же, во время переключения секций возникают кратковременные провалы напряжения и помехи, что ограничивает область их применения. Электромеханические стабилизаторы напряжения - эти стабилизаторы, при помощи управляемого электроникой сервопривода, стабилизируют напряжение посредством изменения положения щетки автотрансформатора. Электромеханические стабилизаторы напряжения позволяют обеспечить высокую точность выходного напряжения и работу при перегрузках, при этом не создавая помех и работая в широком диапазоне напряжений. Стабилизаторы этого типа нашли применение в больших масштабах в быту и промышленности. Стабилизаторы с двойным преобразованием энергии - обеспечивают стабильное синусоидальное напряжение за счет того, что в их конструкции применен транзисторный инвертор с контроллером широтно-импульсной модуляции и выпрямитель. Однако на данный момент стабилизаторы этого типа находятся в стадии промышленного освоения. Стабилизаторы с высокочастотным транзисторным регулированием - их работа основана на использовании быстродействующих силовых транзисторов, которые коммутируются на высокой частоте при каждом периоде сетевого напряжения. Этот тип самый перспективный в производстве стабилизаторов. Но в настоящее время находится лищь в стадии разработки.

Структурная схема компенсационного стабилизатора последовательного типа представлена на рис. В этой схеме регулирующий элемент РЭ включен последовательно с нагрузкой и играет роль управляемого балластного сопротивления. Схему, состоящую из регулирующего элемента и сопротивления нагрузки можно представить как делитель напряжения, в котором определённая часть входного напряжения "падает" на сопротивлении нагрузки, а всё остальное напряжение – на регулирующем элементе. При этом, и все изменения входного напряжения отражаются не на нагрузке, а на регулирующем элементе.
Опорное стабилизированное напряжение формируется источником опорного напряжения ИОН. Схема сравнения СС сравнивает выходное напряжение Uн с опорным напряжением Uоп. Разностный сигнал рассогласования Uн - Uоп, формируемый схемой сравнения СС, поступает на вход усилителя постоянного тока У, усиливается и воздействует на регулирующий элемент РЭ.
Если в нагрузке оказывается напряжение Uн большее, чем опорное Uоп – имеет место положительный сигнал рассогласования (Uн - Uоп) > 0, тогда внутреннее сопротивление РЭ возрастает и падение напряжения Uрэ на нем увеличивается. Так как регулирующий элемент и нагрузка включены последовательно, то при увеличении Uрэ выходное напряжение уменьшается.
При уменьшении выходного напряжения Uн, отрицательном сигнале рассогласования (Uн - Uоп) < 0, наоборот, внутреннее сопротивление РЭ и падение напряжения на нем уменьшаются, что приводит к возрастанию выходного напряжения Uн.

53)Принципиальная схема компенсационого стабилизатора

При возрастании напряжения U₁ в первоначальный момент времени возрастает напряжени на нагрузке U₂ и напряжение обратной связи U_ОС, снимаемое с нижнего плеча делителя напряжения R₄. Напряжение ошибки U e увеличивается, потенциал эмиттера транзистора VT2 остается постоянным, а потенциал базы становится наболее положительным. Транзистор VT2 открывается, что приводит к увеличению тока I_K2. По закону Кирхгофа для узла: I _{б 1}=I₁-I_K2, поэтому ток базы транзистора VT1 уменьшается и транзистор призакрывается. Падение напряжения DU_КЭ1 увеличивается, а напряжение в нагрузке восстанавливается.

 

54)Импульсный стабилизатор со стабилитроном

В предлагаемом стабилизированном источнике питания с регулируемым выходным напряжением (см. схему) параллельно выходу диодного моста VD1 включен аналог неуправляемого четырехслойного диода (динистора) [5], выполненный на комплементарной паре транзисторов КТ502А, КТ503А. Для обеспечения стабильного порога включения аналога динистора подключен стабилитрон VD2 последовательно с эмиттерным переходом транзистора VT1.

При увеличении выходного напряжения диодного моста конденсатор С2 начинает заряжаться. Когда напряжение достигнет некоторого значения, зависящего от положения движка переменного резистора R6, включится стабилитрон VD2 и откроется сначала транзистор VТ1, а затем и VТ2. Из-за глубокой положительной обратной связи транзисторы открываются лавинообразно и шунтируют выход моста, что приводит к скачкообразному уменьшению напряжения на нем практически до нуля. Диод VD3 закрывается, а конденсатор С2 подпитывает нагрузку. Когда напряжение на выходе моста уменьшится до нуля, транзисторный аналог динистора выключается, начинается зарядка конденсатора С2. Процесс повторяется. Суммарное напряжение насыщения между эмиттерами транзисторов (падение напряжения на аналоге динистора) около 0,7 В.

55)Стабилизатор с широтно-импульсной модуляцией

Если более подробно, то это выглядит так. Усилитель сличает входное напряжение с 220В или 380В (в зависимости от той области, где применяется стабилизатор) и передает величину усиления на модулятор. Модулятор в свою очередь преобразовывает импульсы, которые выдает генератор, на прямоугольные импульсы. Эти импульсы и определяют работу ключа, который в зависимости от количества повторений к длительности импульса, замыкается или размыкается.

Главным преимуществом стабилизаторов напряжения с широтно-импульсной модуляцией перед другими выступает тот факт, что в них нет громоздких и тяжелых трансформаторов. Благодаря этому стабилизатор из данной "линейки" выгодно отличается по размеру от подобного устройства той же мощности.

Что касается использования стабилизаторов напряжения этого вида, то их можно с легкостью применять как в быту, так и в промышленности.

 

 

56)Импульс ный режим.Классификация импульсов Параметры импульсов

Форма импульсов Прямоугольные импульсы — наиболее распространённый тип Пилообразные импульсы Треугольные импульсы Трапецеидальные импульсы Экспоненциальные импульсы Колокольные (колоколообразные) импульсы Импульсы, представляющие собой полуволны или другие фрагменты синусоиды (обрезка по горизонтали или по вертикали)

Параметры импульсов: Фронт — начальная часть импульса, характеризующая нарастание информативного параметра. Спад — информативный параметр падает доустановленного значения. Вершина — часть импульса, находящегося между передним и задним фронтами. Амплитуда — наибольшее отклонение информативного параметра сигнала от установленного значения. Длительность импульса Т1— отрезок времени, измеренный на уровне, соответствующему половине амплитуды. Период повторения импульсов Т в импульсной последовательности — интервал времени между двумя соседними импульсами в импульсной последовательности. Длительность фронта импульса — это время τF нарастания импульса от 0,1 до 0,9 амплитудного значения, или время спада τB от 0,9 до 0,1 амплитудного значения. Среднее квадратичное значение импульса — значение постоянного напряжения, который за одинаковые промежутки времени при одинаковых значениях сопротивления выделяет такую же самую мощность. Неравномерность вершины δ — разница значений в начале и в конце импульса. Выброс на вершине b1— кратковременное отклонение сигнала на вершине импульса в начальной его части. Выброс в паузе B2 — кратковременное отклонение сигнала после завершения действия импульса.

Импульсные сигналы — сигналы, информацию в которых несут параметры импульсов. Импульс — кратковременное отклонение физического процесса от установленного значения. Кратковременное отклонение имеет не абсолютное, а относительное значение, т. е. длительность отклонения меньше или сопоставима с длительностью процесса. Импульсные сигналы имеют преимущества перед непрерывными сигналами: средняя мощность импульсного сигнала значительно меньше средней мощности непрерывного сигнала при сопоставимой информационной емкости. Кроме того, в паузах между импульсами одного сигнала можно передавать импульсы другого сигнала и тем самым увеличить информационную вместимость канала. Одним из специальных видов импульсных сигналов есть сигналы цифровой и компьютерной техники.

57) Транзисторные ключи построенные на биполярных или полевых транзисторах делятся на насыщенные и ненасыщенные, а также на МДП-ключи и ключи на полевых транзисторах с управляющим р-n-переходом. Все транзисторные ключи могут работать в двух режимах: статическом и динамическом.

ТК предназначен для коммутации цепей нагрузки под воздействием внешних управляющих сигналов, смотри схему выше. Любой ТК выполняет функции быстродействующего ключа и имеет два главных состояния: разомкнутое, ему соответствует режим отсечки транзистора (VT - закрыт), и замкнутое, характеризуется режимом насыщения или режимом, приближенном к нему. В течение всего процесса переключения ТК работает в активном режиме.

 

58)

одновибратор

Одновибратор — это устройство, которое по внешнему сигналу вьдает один-единственный импульс определенной длительности, не зависящей от дли­тельности входного импульса. Запуск происходит либо по фронту, либо по спаду входного импульса. При этом длительность запускающего импульса особой роли не играет, лишь бы она была не больше длительности вырабатываемого одновибратором импульса, т.е. tи зап<tи, где tи зап - длительность запускающего импульса; tи - длительность выходного импульса одновибратора.

 

мультивибратор

Мультивибра́тор — релаксационный генератор электрических прямоугольных колебаний с короткими фронтами. Название мультивибратор предложил голландский физик ван дер Поль, и отражает тот факт, что в спектре прямоугольных колебаний мультивибратора присутствует множество высших гармоник — в отличие от генератора синусоидальных колебаний («моновибратора»). Впервые мультивибратор был описан Икклзом и Джорданом в 1918 году.Мультивибратор является одним из самых распространённых генераторов импульсов прямоугольной формы, используемый в электронике и радиотехнике. Обычно представляет собой двухкаскадный резистивный усилитель, охваченный глубокой положительной обратной связью.

59)Паралельный умножитель напряжения

Многие электронщики часто используют схемы питания выполненные по принципу умножения напряжения. Ведь использование умножителя напряжения позволяют существенно уменьшить вес и габариты устройства. Для понимания физики работы умножителя напряжения, рассмотрим основные схемотехнические варианты построения таких конструкций. Их можно условно поделить на симметричные и несимметричные. Несимметричные в свою очередь, подразделяются на два вида: первого и второго рода нагрузка на диоды одинаковая, достигается приличная стабильность выходного напряжения. Второй умножитель, схема которого приведена ниже. отличают такие характеристики, как возможность выдачи высокой мощности на выходе конструкции, простота в сборке своими руками, одинаковое распределение нагрузки между элементами, большое число ступеней преобразования.

60)Конвертор

Конвертер – это электронное устройство, которое служит для преобразования частоты электромагнитной волны Ku- или С-диапазона в промежуточную частоту от 950 до 2150 МГц, называемую L-диапазоном, с целью передачи с наименьшими потерями по коаксиальному кабелю до потребителя.

Название устройства конвертер происходит от англ. low-noise block converter, дословно – малошумный конвертер-моноблок. Устанавливается конвертер в составе принимающей головки в фокусном центре спутниковой антенны (на выносном кронштейне). Конвертер и антенна определяют основные характеристики и профессиональной, и индивидуальной приемной системы. Составные части конвертера (фото Satmap) представлены на рис. 1.32.

Конвертер работает следующим образом. Сигнал ПЧ через разделительный конденсатор С2 подается на малошумящий транзистор VT1, нагрузкой которого является индуктивность L2. Второй каскад на транзисторе VT2 является таким же усилителем сигнала ПЧ, как и первый на транзисторе VT1.

Окончательное усиление сигнала ПЧ осуществляется в третьем каскаде на транзисторе VT3 до уровня те менее 25 дБ. Как и в первом каскаде, в усилителях ПЧ на транзисторах VT2 и VT3 в цепи коллектора используются индуктивности L3 и L4. На резисторе R9, установленном в эмиттерной цепи этого транзистора, создается отрицательная обратная связь по постоянному току, которая через резисторы R2, R4, R6 подается соответственно на базы транзисторов VT1–VT3. Резистор R10 ограничивает величину тока через диод VD2 типа КС162А, предназначенный для двустороннего ограничения напряжения.

Постоянный ток транзисторов VT1–VT3 можно изменять путем подбора сопротивления резисторов R3, R5, R7. Величина тока коллектора определяет шумовые характеристики транзистора. Поэтому необходимо подбирать величину тока для каждого транзистора, что особенно важно для первого каскада усиления на транзисторе VT1. В принципиальной схеме (рис. 1.37, б) приведены номиналы сопротивлений этих резисторов, которые являются оптимальными для транзисторов типа КТ3115 или КТ3132.

 

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: