15.Формирователи модуля на оу

Формирователи модуля (ФМ) обеспечивают выделение модуля входного знако-переменного сигнала. Выходной U_вых и входной U_вх сигналы формирователя связаны зависимостью

статическая хар-ка

На рисунке приведена схема ФМ, позволяющая при гармоническом входном сигнале осуществить двухполупериодное выпрямление. Во время положительного полупериода входного напряжения диод VD1 открыт и пропускает входное напряжение на выход. Диод VD2 в это время закрыт, т.к. на выходе ОУ напряжение отрицательное. Во время отрицательного полупериода входного напряжения открывается VD2 и пропускает положительное выходное напряжение ОУ на выход ФМ, а диод VD1 в это время закрыт. Передаточный коэффициент ФМ для положительных полуволн входного напряжения равен К1=1 ( ), а для отрицательных полуволн этот коэффициент определяется как отношение сопротивления в цепи обратной связи ОУ к сопротивлению на входе: К2=R0/R1, .

На погрешность работы ФМ влияет конечность параметров диодов, нелинейность их характеристик, нестабильность и разброс прямых и обратных сопротивлений диодов.

Увеличение точности ФМ может быть достигнуто включением диода в цепи отрицательной обратной связи ОУ. В результате существенно снижается влияние прямого сопротивления диода на точность ФМ, что особенно ценно при низких уровнях используемых сигналов. Двухполупериодный выпрямитель по схеме рис 4.1г работает следующим образом. При положительном входном напряжении ОУ А1 работает как инвертирующий усилитель. В этом режим диод VD3 открыт, а VD4 закрыт. При отрицательном входном напряжении диод VD3 закрыт, а VD4 открыт и замыкает цепь отрицательной связи ОУ А1. В результате при отрицательном входном напряжении выходное напряжение Uвых. А1 также равно нулю. Следовательно, усилитель А1 работает как инвертирующий однополупериодный выпрямитель.

Двухпериодный выпрямитель реализуется при подключении ОУ А2. Учитывая, что входные сопротивления ОУ А2 различаются в два раза, ОУ А2 формирует напряжении:

16. Частотная фильтрация входного сигнала.

Задача частотой фильтрации – отделение полезного сигнала от помехи и подавление последней. В зависимости от расположения полосы пропускания в общем частотном диапазоне разделяют след. типы ЧФ: ФНЧ, ФВЧ, ПФ и ПЗФ.

W₁(p)=R(p)/(T₁²p²+T₂p+1)

Если R(p)=K₁–Фильтр низких частот(ФНЧ)

Если R(p)=K₁p– полосовой фильтр (ПФ)

W₁(p)= K₂/(T₃p+1)

Настройка частоты фильтров на заданные параметры, а именно на f₀(ФНЧ) и f_р для ПФ, сводится к расчету постоянной времени:

T₃= T₁=1/ω₀=1/2πf₀

T₂=T₁/Q

Q= T₁/ T₂ – добротность фильтра

Величина добротности влияет на избирательные свойства фильтра и его характер. Для получения ФНЧ с максимально плоской характеристикой величина добротности .

Обычно принимают.

Пример с полосовым фильтром (ПФ): АЧХ: ; ; ;

т огда .

С увеличение добротности Q сужается полоса пропускания и улучшается фильтрация высших гармоник. Однако для реальных защит время ПП прямо пропорционально добротности. – характеристическое уравнение, где

; . Частота свободных колебаний . Постоянная времени затухания . Если Q>>1, то ( )частота собственных затухающих колебаний равняется частоте настройки фильтра. Длительность ПП можно приближенно оценивать как период. Если Q=3, то длительность будет 3 периода и т. д.Q=1,5..2 можно считать приемлемой.