книги из ГПНТБ / Филимонов Г.А. Основы цифровых устройств систем управления учебное пособие

На основании пилообразной

экспоненты

найдено, что

? +Г

т

/ 9 5 /

- J L

77

где

Г

т

'р

7

+

-

постоянная

времени

заряда

конден­

сатора;

Тр ="1г С

-

постоянная

времени разряда

конден­

сатора.

Заметим,

что

1^,

;

Тр »77 .

Подставив 77=Т-'Е~

в выражение /9 5 /

и учитывая /9 3 /,

найдем

7

цI

/9 6 /

быас

" и °

Коэффициент передачи

рассматриваемой цепи будет

,

ивых

?

к = -

ч

/9 7 /

а=

4 i , 6 г н .

Г

Т

/9 8 /

- = i

ТР

зажимах ключевого

элемента

вследствие

инерции, вносимой

сглаживающим фильтром /р и с .31/.

Найдено, что относительная погрешность

произведения

tjU

вызванная действием

реактивной

нагрузки на ключе­

вом элементе,

равна

лЦ\

Т - Т

_ ь

(d-eT* ) ( i - e Tp)

Л г

=

оых_

Up

ъ

р

ЛОО/

ёых

%

ёыхтах

Для устранения этой погрешности необходимо сохранить

прямоугольную форму импульсов на ключе.

Совершенно очевидно, что в рассмотренной простейшей

схеме

импульсного

делителя

это

условие

полностью невыпол­

нимо

и его коэффициент

передачи К /9 7 /

всегда

будет в ка­

импульсных делителей условие

/9 8 / может быть

выполнено.

На рис.32 показаны принципиальные схемы

импульсных де­

лителей, обладающих линейной

характеристикой

вида

действие фильтра %г С на ключевой

элемент

и тем самым со­

храняющее прямоугольную форму импульсов на ключе П,

ме /р и с ,32,б / последовательное соединение

ключа приводит

к аналогичному результату.

На основании равенства /1 0 1 /

можно утверждать, что по­

ля таким образом, чтобы значение погрешности /1 0 0 /

не

пре­

вышало заданной величины

•

Разлагая экспоненциальные

члены выражения /1 0

0 /

в

сте­

пенной ряд и ограничиваясь членами второго порядка,

полу­

чим

При

можно

считать, что ? + f ( i - ? ) ~ i

.

При

этом, если К =

0,5 , то

выражение Д 0 2 / достигает

максимума

Важным параметром импульсного делителя как

инерцион­

ной

системы является время установления 7^

, представляю­

щее собой

интервал, в течение которого выходной

сигнал при­

ближается

к

своему установившемуся значению

Ц,

с задан­

ной

точностью

$Ugblx. Так как переходный процесс импульс­

Ту= п Г = ~

f

T>in*b*

Л < * /

Если принять

$ЩЫХ = 0,01

/относительная ошибка

W /, то

т

V * * *

T W l

Tr ■

противлением

\

напряжение

1Т0 почти полностью падает на

этом сопротивлении. Поэтому,

если одна из ламп У1

или Лг

проводит ток,

то

выходное напряжение UgblX будет

близко

Недостаток такой схемы состоит в

том,

что при ^ б л и з ­

ком к нулю, напряжение на аноде лампы

становится малым,

вследствие чего внутреннее

сопротивление

лампы сильно

воз­

растает

и поэтому ее нормальная работа нарушается.

В

схеме, показанной на

рис.33,б,

этот

недостаток

ус­

яние смещающего потенциала

+ Еа на выходной сигнал.

В схеме, приведенной

на рис.33,в , аналогичные резуль­

дов ламп за счет отрицательного напряжения

- е с .

Наиболее

распространенная схема одностороннего

диод­

ного ключа,

используемого

во

время-импульсных умножителях,

показана

на рис.34.

На клеммы M~N подается

попеременно

напряжение

от

блока управления

ключом

то +

150в, то + 150в.

В случае

когда подается

напряжение + 150 в ,

обе

пары

диодов отпираются и при этом разность потенциалов

между

точками

а

и

б

становятся

равной нулю -

ключ

замкнут.

ли напряжения /аттенюаторы/.

К верхнему делителю напряже­

ния подводится положительное

значение первого

сомножителя,

а к нижнему - отрицательное, получаемое

с помощью инверти­

рующего усилителя

I . Пусть время пребывания ключа на

кон­

такте А будет

,

на

контакте

В

будет

,

а полный пе­

риод работы ключа -

Т

/р и с .36,а / .

Скважность

таких

знако­

/1 0 5 /

или для

каждого процесса выражение /1 0 5 / представляет

со­

бой относительную продолжительность работы ключа.

Среднее значение напряжения на выходе устройства

за

время Т

, соответствующее процессу /р и с .1 0 ,б /, можно

за­

писать

напряжения

будет

пропорционально произведению

на

отно­

сительную продолжительность работы ключа.

Если

выполнить схему управления ключом К

так,

чтобы

величина

к

была пропорциональна второму сомножителю U ,

т . е .

О

то

kf = cUx ,

Ue

=cU U .

Л С

и6ых.ср

х ^

Для того дтобы такое устройство работало правильно,

необходимо частоту переключения ключа сделать значительно

выше частоты изменения входных сигналов

Ux и £ ^ , т . е . что­

бы за

период работы ключа

К

эти напряжения можно было счи­

тать

практически неизменными.

С целью упрощения можно выполнить

схему множительного

■

На рис.37 представлена структурная схема одного

из

ные колебания, которые

при помощи схемы формирования

им­

пульса ФИ преобразуются

в импульсы

с частотой

2,5

кгц,

запускающие генератор пилообразного напряжения ГП.

Формирователь импульсов в начале каждого периода

ра­

боты ГП подает импульс

на триггер Т,

приводящий

его

в

ис­

ходное положение. За каждый цикл работы ГП дает

линейно

изменяющееся во времени напряжение с

малым временем

воз­

врата /порядка

0,05 Т /,

симметричное

относительно

нуля

/р и с .38,а / . Напряжение

Urn подается

на схему

сравнения

амплитуд СА, где оно сравнивается с

входным

напряжением

U о В момент

осуществления равенства Urn~Ux схема

срав­

входное напряжение

,

причем на один

конец

подает­

ся непосредственно,

а на

второй через инвертор п .

В соответствии с работой триггера ДК закорачивает на

землю либо

точку

а

, либо точку & . Напряжение

выхода

снимается

со средней

точки В делителя.

Оно имеет вид пря­

моугольных

импульсов

с амплитудой

/р и с .38,в /

и скваж­

ностью, пропорциональной Ux .

В самом деле,

диаграмма /р и с .38,в /

показывает,

что от­

V 4

гь

Л 08/

тгп

тгп

’

где Ь - время опережения

момента срабатывания

СА относи­

тельно прохода

Urn через

ноль.

Выразим величину Ь

в долях периода работы ГП

Т

и

игп

•

Д 0 9 /

Подставляя значение

Ь

из

выражения / I 0 9 /

в Л 0 8 /,

по­

лучим

их

НГ

ц.„

•

Л 1 0 /

Из этой формулы вытекает, что относительная продолжи­

тельность работы ключа, или скважность прямоугольных

им­

пульсов на выходах /анодах/

триггера,

пропорциональна

на-

цательной обратной связи через триггер Т,

ключ

фильтр

и сопротивление

R • На вход этого хе усилителя

через со­

противление R

подается

входное напряжение

Ux .

Выходное напряжение

Ц усилителя, как

будет

показано,

Точка Е

находится на нуле,

если соблюдено условие

иср

или

Ч г

А

Чс

/ 112/

R. ~ R.

Чс

В связи с тем, что момент

Т

отсчитывается в

обе

стороны от середины периода

Т

/р и с .1 5 /,

то

т/г+г

Ц р~ 'Т ~ /

Ч ^ - т /

Ч * Щ - гт

Д 1 3 /

т/г+т

г

R

Л - и

Д 1 4 /

~т

R.

га

Таким образом,

приходим к формуле Д 7 / .

Следовательно,

Т

поддерживается

пропорциональ­

величина -уг- автоматически