Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Konspekt_lektsy_Elektrotekhnika_i_elektronika.doc
Скачиваний:
398
Добавлен:
15.03.2016
Размер:
7.77 Mб
Скачать

12.6. Компенсационные стабилизаторы напряжения и преобразователи постоянного тока в переменный.

Для получения высококачественной стабилизации напряжения с коэффициентом (KU)ст>1000 применяют компенсационные стабилизаторы.

Принцип работы компенсационного стабилизатора основан на использовании отрицательной связи, обеспечивающей постоянное значение заданной величины Uвых. Для реализации указанного принципа служат измерительный и регулируемый элементы компенсационного стабилизатора (рис. 12.12). Измерительный элемент (ИЭ) измеряет выходное напряжениеUвыхстабилизатора, сравнивает фактическое значениеUвыхсо значениемUoопорного напряжения, формируя на этой основе сигнал рассогласования ∆Uвых. Последний воздействует на регулируемый элемент (РЭ), компенсирующий отклонение напряженияUвыхот заданного значения. В качестве источника опорного напряжения в ИЭ используют рассмотренный выше параметрический стабилизатор.

Рис. 12.12. К пояснению принципа работы компенсационных стабилизаторов напряжения

Регулируемый элемент выполняет в компенсационном стабилизаторе роль управляемого резистора и состоит из одного или нескольких транзисторов, включенных по составной схеме для повышения мощности элемента (стабилизатора). В режиме управляемого резистора РЭ (транзистор) обладает низким коэффициентом использования (мощность в нагрузке не может превышать допустимой мощности рассеяния в транзисторе). В связи с этим в мощных компенсационных стабилизаторах напряжения (тока) транзисторы РЭ используют в ключевом режиме, при котором можно обеспечить многократное повышение их коэффициента использования (по сравнению с работой транзисторов в режиме управляемого резистора).

Преобразование энергии источника постоянного тока одного напряжения в энергию постоянного или переменного тока другого напряжения широко используют в технике, например при питании обмоток электродвигателей, демодуляторов и т. п. Наиболее эффективны (по кпд и массогабаритным показателям) устройства, обеспечивающие непосредственное преобразование электрической энергии за счет применения полупроводниковых приборов в качестве бесконтактных переключателей напряжения (транзисторы) или тока (тиристоры). Действительно, если в трансформаторе одна из обмоток (первичная) выполнена в виде двух полуобмоток со средней точкой, а другая (вторичная) подключена к нагрузке, то при последовательном прерывании постоянного тока в каждой из полуобмоток можно получить в них прерывистые напряжения, сдвинутые друг относительно друга на 180°. Это обеспечит наведение переменного тока во вторичной обмотке трансформатора, что соответствует принципу работы инвертора, т. е. преобразователя постоянного тока в переменный. В свою очередь, если питать этот трансформатор (со стороны вторичной обмотки) переменным током, а к первичной обмотке подключить выпрямитель), то можно получить конвертор, преобразующий переменный ток в постоянный.

13. Основы цифровой электронной техники

13.1. Анализ логических устройств.

Общие сведеиня о цифровых электронных устройствах.Цифровые устройства широко используются в различных областях техники в связи с тем, что они обладают высокими эффективностью и помехозащищенностью, а их элементы могут быть реализованы средствами микроэлектроники. Эти устройства предназначены для обработки цифровой информации, представляемой в двоичной форме. В этом случае цифровой сигнал может принимать только два значения: логические ноль (0) и единица (1).

Понятия 1 и 0 являются условными, поскольку они отражают два состояния цифровых систем: «включено» и «выключено». При этом, если 1 представляется высоким потенциалом, а 0 — низким, то имеют положительную потенциальную логику. Соотвественно при представлении 1 низшим цотенциалом, а 0 высоким получаютотрицательную потенциальную логику. Потенциальная логика широко применяется в интегральной микроэлектронике, поскольку при ее реализации можно избежать использования трансформаторов, конденсаторов и других устройств, трудно изготавливаемых средствами микроэлектронной технологии.

Преобразование информации в цифровых устройствах осуществляется логическими или запоминающими элементами.

Логический элемент— компонент цифрового устройства, выполняющий одну или несколько простейших логических операций.

В общем случае логический элемент может иметь n входов и т выходов. Для удобства и единообразного их описания сигнал на входе обозначают буквой x, а на выходе — буквой у, снабжая их соответствующими индексами, т.е.

Запоминающий элемент— компонент цифрового устройства, обладающий способностью сохранять свое состояние при отсутствии сигнала на входе. В качестве такого элемента служит триггер.

Различают два типа цифровых устройств: комбинационные (однотактные) и последовательностные (многотактные), которые часто называют конечными автоматами.

Комбинационныминазывают цифровые устройства, в которых значения выходных сигналов определяются заданным в данный момент времени сочетанием входных воздействий. Нетрудно заметить, что в комбинационных логических устройствах отсутствуют запоминающие элементы.

Последовательностныминазывают устройства, в которых выходные сигналы зависят не только от входных воздействий в заданный момент времени, но и от их предыдущих значений. Последовательностные устройства поэтому в отличие от комбинационных содержат запоминающие элементы. Исследования последовательностных устройств — задача, существенно более сложная, чем комбинационных.

Анализ логических устройствпроводят рассматривая входные сигналы

в качестве аргументов и представляя соответствующие выходные сигналы логического устройства (ЛУ) в виде функции yi, как показано на рис. 13.1, а.

Рис. 13.1. Логическое устройство с n входами (а) и логический элемент с двумя входами (б)

В этом случае аналитическое соотношение

устанавливает в явном виде соответствие между значением функции и всевозможными значениями комбинаций аргументов. Нетрудно заметить, что для n бинарных (принимающих только два значения) аргументов возможное число комбинаций типа «0», «1»

(13.1)

Например, при n=2 имеем четыре следующие комбинации из двух элементов: 00; 01; 10; 11. При n=3 имеем восемь комбинаций из трех элементов: 000; 001; 010; 100; 011; 101; 110; 111. Тогда для рассматриваемого устройства с одним бинарным выходом (см. рис. 13.1, а) общее число различных логических функций (вариантов) составляет

На практике для упрощения процедуры анализа сложных ЛУ их представляют в виде комбинации простейших логических элементов (ЛЭ) (рис. 13.1, б) по аналогии с элементарными звеньями в структурных схемах автоматики. Как видно, для ЛЭ с двумя входными сигналами x1иx2и одним выходомyi

(13.2)

В табл. 13.1 представлены все возможные варианты логических функций для случая (13.2).

Таблица 13.1 Варианты функций yiдля простейшего логического элемента

В случае представления ЛУ в виде комбинации ЛЭ каждому элементу приписывают одну определенную операцию над входными комбинациями

соответствующую, например, одному из столбцов табл. 22.1 для простейшего случая функции двух переменных x1,x2.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]