19. Схемы с регулируемым ограничением выходного сигнала операционных усилителей. Принцип «классического» ограничения.
Принцип классического ограничения состоит в том, что для ограничения выходного сигнала на заданном уровне на вход ОУ следует подавать сигнал в противофазе с задающим.
а)
в)
б)
В соответствии с рисунком 3.57г, в исходном состоянии, пока схема не
достигла исходного ограничения, на выходе А2 действует U, превышающее по уровню выходной сигнал, следовательно VD3 закрыт. Когда выходной сигнал приблизится к уровню ограничения, установленному на R3, диод VD3 включается и фиксирует уровень выходного сигнала на уровне сигнала ограничения.
г)
д)
Рисунок 3.57
При R2
>> Roc
,
где
.
.
20. Включение операционных усилителей с частотно-зависимыми цепями. П, и, а — регуляторы (схемные реализации, передаточные функции, лачх, временные диаграммы).
П-регулятор
В соответствии с рисунком 3.58а, передаточная функция П-регулятора
.
При анализе частотных свойств и синтезе схемы в 1-ю очередь нас интересует передаточная функция регулятора по каналу датчика обратной связи (ДОС) W(р), и только во 2-ю – по каналу задания Wрег(р).
На рисунке 3.58а приведены обозначения: UДОС – напряжение датчика ОС; UЗ – напряжение задания.
Zoc = Roc , Zвх = R1 (R2);
W(p) = – k1 (k2),
где k1 = Roc/R1 , k2 = Roc/R2.
Частотная характеристика и временные зависимости входного и выходного напряжений представлены на рисунке 3.58б, в, соответственно.
При k = 10 20lg k = 20.
а)
б) в)
Рисунок 3.58
И-регулятор
В соответствии с рисунком 3.59а, передаточная функция И-регулятора
,
где
,
Z1
= R1.
,
где Ти = CocR1, Cp = 1/Ти.
Частотная характеристика и временные зависимости входного и выходного напряжений представлены на рисунке 3.59б, в, соответственно.
Физический смысл постоянной времени Ти состоит в том, что она численно равна времени, за которое выходной сигнал достигает уровня входного при нулевых начальных условиях.
И-регулятор и любой другой, имеющий интегрирующую часть, обладает свойством памяти (т.е. при нулевом входном сигнале выходной сохраняет накопленное к этому моменту значение).
а)
б) в)
Рисунок 3.59
А-регулятор
В соответствии с рисунком 3.61а, передаточная функция А-регулятора
;
ZВХ (р) = R1;
,
где Тф = RocCoc.
Частотная характеристика и временные зависимости входного и выходного напряжений представлены на рисунке 3.61б, в, соответственно.
НЧ: Тф<1.
а)
б) в)
Рисунок 3.61
21. ПИ — регулятор ( схемная реализация, передаточные функции для двух форм представления, ЛАЧХ, временные диаграммы).
В соответствии с рисунком 3.60а, передаточная функция ПИ-регулятора
;
Zoc = Roc + 1/Coc p, Zвх = R1.
В зависимости от соединения ПИ-регулятор можно представить как параллельное (рисунок 3.60б), так и последовательное (рисунок 3.60в) соединение П- и И- звеньев.
Так, параллельное соединение удобно для временных зависимостей.
.
Последовательное соединение удобно для анализа частотных свойств, т.к. lg xy = lg x + lg y.
,
где Тиз = RocCoc – изодромная постоянная времени;
Частотная характеристика и временные зависимости входного и выходного напряжений представлены на рисунке 3.60г, д, соответственно.
НЧ: если Тиз<1, то < 1/Тиз;
ВЧ: если Тиз>1, то >1/Тиз.
а)
б) в)
г) д)
Рисунок 3.60