25. Синтез последовательно–параллельных

КОРРЕКТИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

В сложных САР часто применяют последовательно-параллельные КУ. Наиболее распространенная схема.

В нее входят послед. КУ с передаточной W_КП(p) и парал. КУ с передат. W_КПР(p). Передаточные ф-ции, стоящие в прямой цепи, за искл. W_КП(p), образуют неизменяемую часть.

26. Усилительные устройства

Усилителями называют устройства, предназначенные для уси­ления электрических сигналов (колебаний) за счет источников электрического питания с помощью активных элементов — транзи­сторов, электронных ламп, туннельных диодов.

Эффект усиления заключается в том, что мощность источника питания управляется слабомощным управляющим сигналом.

Технические усилители основаны на двух принципах:

1. Несовершенство энергитической структуры ОУ

2. Ортогональность управляющего и силового потоков энергии.

В технических усилителях практически всех без исключения коэффициент усиления обусловлен несовершенством структуры источника питания: выходной сигнал обладает мощностью источника питания (в максимальном случае). Все пульсации, нелинейности источника питания транзитом сказываюся на выходном сигнале и управляющий сигнал исправить их не может, а для исправления недостатков источника птания вводят обратные связи.

Диапазоны выходных мощностей

– Электронные 0 – 0,1 кВт

– Магнитные 0,1 – 100 кВт

– Электромагнитные свыше 100кВт

27. Электронные усилители

Электронными усилителями называют устройства, предназначенные для повышения мощности входных электрических сигналов. При этом процесс усиления сигналов осуществляется с помощью усилительных элементов - транзисторов, обладающих управляющими свойствами.

Маломощный входной сигнал управляет расходом энергии источника питания значительно большего уровня мощности.

По виду усиливаемых электрических сигналов различают уси­лители гармонических и импульсных сигналов. Усилители гармони­ческих сигналов служат для усиления периодических сигналов раз­личной величины и формы.

По типу усилительного элемента электронные усилители разде­ляют на транзисторные, диодные (на туннельных диодах) и лампо­вые.

Усилители на полупроводниковых элементах, имеющие неогра­ниченный срок службы (десятки тысяч часов), безынер–ционны, ус­тойчивы к вибрации, тряске, экономичны. Их недостатками являют­ся разброс параметров однотипных транзисторов, • большая темпе­ратурная зависимость, относительно высокий уровень собственных шумов. Усилительные каскады на однотипных элементах различа­ются схемой и режимом работы усилительных элементов.

Достоинства: наибольшее быстродействие, полоса частот

АЧХ = 10⁴ Гц, N_ВЫХ = 100 Вт

Виды электрических усилителей:

1. Усилители тока:

К_I = I_ВЫХ / I_ВХ > 1

В случае катодных и эммитерных повторителей

K_N = N_ВЫХ / N_ВХ ≤ 1

2. Усилители напряжения

К_U = U_ВЫХ / U_ВХ > 1

K_N = N_ВЫХ / N_ВХ ≤ 1

3. Усилители мощности

K_N = N_ВЫХ / N_ВХ > 1

При этом U_{ВЫХ ,} U_ВХ = 0 … 10 Вольт.

I _ВЫХ, I _ВХ = 0 … 5 мА и 15 … 20 мА

Передаточная функция

где K = y₀ / x₀ > 1

T = (0,1 … 1) ∙ 10^-4

K = 10 … 1000

Принимать передаточную функцию усилителя как безинерционное звено можно только в том случае, если система имеет постоянную времени на 2 порядка больше.

В отдельных случаях для сокращения структуры ЛСУ вводят мощные электронные усилители: тиратронные – до 1кВт, тиристорные – до 10кВт.

Недостатки: ненадежность усилителей из-за температуры и

напряжения питания

Свойства усилителей характ-ся рядом эксплуатационных и

качественных показателей.

– Коэффициент усиления по напряжению, току или мощности

по­казывает, во сколько раз установившееся напряжение (ток

или мощ­ность) на выходе усилителя больше, чем на входе, и

определяется как отношение напряжения (тока или мощнос–

ти) на выходе усили­теля к его одноименному значению на

входе:

– Номинальная выходная мощность – наибольшая мощность,

от­даваемая нагрузке, при которой искажения не превышают

допусти­мые, определяется по формуле

P_ВЫХ = I_ВЫХ ∙ U_ВЫХ = I²_ВЫХ ∙ R_H = U²_ВЫХ / R_H

Выходная мощность усилителя зависит от напряжения на его входе. Номинальное входное напряжение U_BX, при котором усилитель низ­кой частоты отдает в нагрузку заданную выходную мощность, назы­вают чувствительностью усилителя. Усилители напряжения обычно характеризуют номинальным выходным напряжением —эффектив­ным напряжением на нагрузке, соответствующим номинальной вы­ходной мощности.

Коэффициент полезного действия усилителя характеризует его экономичность и определяется как отношение полезной мощности сиг­нала, отдаваемой усилителем нагрузке, к общей мощности, потреб­ляемой им от источника питания:

Динамический диапазон усилителя — отношение (выраженное в децибелах) максимального входного напряжения сигнала к мини

Классификация усилителей

По назначению различают усилители напряжения, тока и мощности.

В зависимости от характера изменения во времени входного сигнала различают усилители постоянного и переменного тока. Для усилителей постоянного тока характерно наличие усиления уже при нижней частоте .