Аналоговые запоминающие устройства (увх).
УВХ применяется в тех случаях, когда необходимо на определённое время запомнить напряжение, действующее на ОХ. Момент запоминания и длительное запоминание определяется управляющим импульсом. Т.о. УВХ имеет два входа и один выход. Один вход информационный, а другой – управляющий. УВХ – это повторитель
с низкими входными токами и высоким входным сопротивлением. С – конденсатор хранения.
При подаче Uупр на ключ он замыкается и при условии нулевого напряжения источника входного напряжения конденсатор мгновенно заряжается до входного напряжения и повторяет это напряжение. При размыкании ключа напряжение на конденсаторе сохраняется значение непосредственно предшествующее размыканию и хранит его до следующего управляющего импульса.
Требования к конденсатору: 1. Он должен иметь крайне низкое последействие. Это, как правило, полиэтилентерефталатные конденсаторы, фторопластовые, лавсановые (К70, К71, К72, К73).
Сопротивление изоляции должно быть очень
высоким.
Требования к ОУ: 1. Rвх по синфазной составляющей должно быть велико, т.е. это изоляция ОУ.
2. Входные токи должны быть низкими.
3. Коэффициент подавления синфазной составляющей должен быть велик.
Требования к ключу: 1. Ток утечки должен быть минимальным.
2. Сопротивление в открытом состоянии должно быть низким.
Основное противоречие при использовании УВХ заключается в следующем: чем быстрее мы хотим запомнить сигнал, тем меньше должна быть ёмкость С, чем больше мы хотим хранить, те больше должна быть ёмкость С.
Для разрешения этого противоречия используется каскадное соединение УВХ. Одно устройство с маленьким конденсатором, а второе – с большим.
Изменение амплитуды синусоидального сигнала с использованием увх.
здесь предполагается, что изменилась амплитуда
Достоинство: информация формируется за один период.
Если сформировать дополнительный импульс выборки сдвинутый относительно основного на четверть периода и подать его на управляющий вход второго аналогового запоминающего устройства, при этом входы их объединить, то на выходах этих УВХ будут сигналы пропорциональные квадратурным составляющим входного напряжения.
Варианты ключевых стабилизаторов напряжения.
Д
вухтактный
стабилизатор.
Такая схема
используется в компьютере.
В данной схеме обмотки W1 и W2 поочерёдно подключаются к земле через Т1 и Т2. При этом в выходной обмотке трансформатора наводится серия положительных и отрицательных импульсов, которые с помощью выпрямительных диодов VD1 и VD2 преобразовывается в постоянное напряжение и сглаживается с помощью С – фильтра. Можно поставить и мостовой.
Особенностью использования таких стабилизаторов является высокая частота (десятки – сотни кГц). При этом габариты трансформатора и сглаживающего фильтра малы. В качестве входного, как правило, используется напряжение сети, выпрямленное на высокой частоте. Коэффициентом трансформации трансформатора данное напряжение может быть отмасштабировано. Достоинством данного трансформатора является гальваническое разделение первичной стороны от вторичной.
Когда Т1 включён, ток протекает через в обмотку W1, при этом автотрансформаторный эффект обмотки трансформатора вызывает на коллекторе T2 напряжение 2Uвх. Когда Т1 выключен, а Т2 включён, Т2 задаёт ток в другую обмотку W2 и в нагрузку за счёт трансформаторного эффекта.
Если Т2 выключается в тот момент времени, когда потенциал базы Т1 только приближается к потенциалу земли (убывает, на ещё положительно), то через коллектор Т1, находящийся под потенциалом 2Uвх, будет протекать ток до тех пор пока не истечёт время задержки включения Т1. То же самое происходит и при включенном Т1 при ещё не выключенном Т2. При этом рассеиваемая мощность будет равна 2Uвх·Iк. Это может привести к потере надёжности, либо к использованию транзисторов с завышенной мощностью. Для предотвращения этого вводят так называемое мёртвое время равное или большее времени переключения транзистора. Это время в значительной мере увеличивает надёжность двухтактных преобразователей.
Особенность заключается в том, что если по первичной обмотке трансформатора начинает протекать небольшой постоянный ток обусловленный например различными временами включённых и выключенных транзисторов, различными длительностями включённого состояния Т1 и Т2 и различным числом витков W1 и W2, то трансформатор может замагнититься, т.е. насытиться. Если трансформатор насытится, то источник коротится через транзистор на землю, а значит транзистор выгорает.
Меры направленные на предотвращение этого:
Первичная обмотка мотается двойным проводом. Транзисторы выбираются по идентичности времён включения-выключения либо используются быстродействующие транзисторы. Управление транзистором осуществляется, как правило, с выходного триггера.
Полумостовая структура.
Для накопления энергии в полумостовой схеме используют два конденсатора одинаковой ёмкости. На выходе трансформатор задаётся напряжением переменной полярности, изменяющееся каждые полпериода. Поэтому в этой схеме не возникает проблем симметрирования. Транзисторы Т1 и Т2 поочерёдно подсоединяет первичную обмотку транзистора к входному напряжению через Т1 либо к земле через Т2. Напряжение на трансформаторе при этом равно 0,5Uвх, когда включен Т1, и равно Uвх-0,5Uвх, когда включен Т2. Мощность, которая снимается с полумостовой схемы равна 0,5Uвх·Iвх.
В данном преобразователе также необходимо мёртвое время между включенным и выключенным состояниями транзисторов. Диоды обеспечивают ограничение напряжения, наводимого в первичной обмотке при отключенных транзисторах Т1 и Т2. Это, как правило, имеет место в период мёртвого времени.
Мостовая структура.
Данная схема может отдавать такую же мощность в нагрузку, как и двухтактная. Транзисторы включаются и выключаются парами по диагонали. Диоды VD1 – VD4 обеспечивают пути замыкания токов через индуктивности в течении мёртвого времени и тем самым спасают транзистор.