Шаманов_ РГР. Розрахунково графічна робота

• Название: Розрахунково графічна робота
• Дата: 09.03.2021
• Размер: 47.01 Kb.
• Имя файла: Шаманов_ РГР.docx
• Тип: Документы; #183149

ІНСТИТУТ АЕРОКОСМІЧНИХ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ

Факультет аеронавігації, електроніки та телекомунікацій

Кафедра авіаційних комп'ютерно-інтегрованих комплексів

РОЗРАХУНКОВО - ГРАФІЧНА РОБОТА

з дисципліни “ Технічні засоби автоматизації”

Виконав: Шаманов Анатолій

ст. 301 БЗ ФАЕТ

Перевірив: ст.викл. Ралін В.В.

Київ 2020

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Інститут аерокосмічних систем управління

Кафедра авіаційних комп'ютерно-інтегрованих комплексів

ЗАВДАННЯ

на виконання розрахунково-графічної роботи

студента гр. _Комарова Анатолія___

1. Теоретичні питання:

1. Напівпровідникові підсилювачі у ТЗА. Призначення та класифікація. Типи зворотних зв’язків.

Підсилювачі змінного струму.

2. Корегуючі елементи змінного струму. Нелінійні корегуючі елементи.

2. Задачи.

3. Термін подання роботи: до _28_. 10. 2020 р.

4. Перелік обов’язкового графічного матеріалу: структурні схеми,

графіки, ….

5. Завдання видав ___________________________ Калініченко В.В.

(підпис)

6. Завдання прийняв до виконання _____ ____________ Комаров А.А.

(підпис студента)

7. Робота захищена з оцінкою ____________________

Голова комісії: ________________ В.М.Синєглазов __.__.2020 р.

Члени комісії: ________________ В. Калініченко

________________ М. Василенко
Підсилювачі

 

Потужність сигналів, які формують задаючі пристрої або елементи порівняння, часто недостатня для керування виконавчими механізмами. Для їх підсилення використовують підсилювачі, що здійснюють кількісне перетворення вхідного сигналу. В будь-якому підсилювачі вхідна і вихідна величини мають однакову фізичну природу і підсилення відбувається за рахунок того, що вхідний сигнал керує передачею енергії від джерела живлення до виходу підсилювача.

Основними показниками, що характеризують роботу підсилювачів, є коефіцієнт підсилення, межі зміни вхідного і вихідного сигналів, к. к.д. і спотворення. Коефіцієнтом підсилення називається відношення величини вихідного сигналу до вхідного. Спотворення підсилювача являє собою зміну форми вихідного сигналу в порівнянні з формою вхідного сигналу і може бути зумовлене нелінійністю статичної характеристики підсилювача і його інерційністю.

У системах автоматизації технологічних процесів у гідромеліорації найбільше широко застосовують напівпровідникові, релейні і гідравлічні підсилювачі.

Основою класифікацією підсилювачів є діапазон частот підсилюваних сигналів. За частотою підсилювачі поділяють на:

1.Підсилювачі низької частоти (ПНЧ) – діапазон підсилювальних частот від 10 Гц до 100 кГц.

2.Підсилювачі високої частоти (ПВЧ) – діапазон підсилювальних частот від 100 кГц до 100 мГц.

3.Підсилювачі постійного струму (ППС). Вони можуть підсилювати постійний струм. Діапазон підсилювальних частот від 0 Гц до одиниць мегагерц.

4.Вибірні (селективні) або резонансні підсилювачі. Вони підсилюють сигнали в дуже вузькій смузі частот.

5.Широкосмугові підсилювачі. Діапазон частот від декількох кілогерців до декількох мегагерців. Ці підсилювачі призначені для підсилення сигналів в пристроях імпульсного зв’язку, радіолокації і телебачення. Часто широкосмугові підсилювачі називають відео-підсилювачами.

Найпростіший вузол, що забезпечує підсилення електричного сигналу, назива-ють підсилювальним каскадом.

За видом зв’язку між джерелом сигналу та каскадами підсилювачі поділяються на такі типи:

-з безпосереднім зв’язком,

-резистивним зв’язком,

-оптронним зв’язком,

-резистивно – ємнісним зв’язком

-трансформаторним зв’язком.

1.Напівпровідникові підсилювачі

Дані підсилювачі відрізняються високим коефіцієнтом підсилення (10³...10⁶), великим терміном служби (більш 100000 год), малою інерційністю (стала часу 10^-3...10^-6 с), економічністю, невеликими розмірами і масою, високою чутливістю (пороги чутливості за струмом 10^-12...10^-13 А і за напругою 10^-5...10^-6 В) і іншими якостями. Потужність напівпровідникових підсилювачів складає від долей вата до десятків кіловат.

Напівпровідникові підсилювачі зібрані згідно однієї з 3-ох базових схем. Ця схема із загальним емітером (ЗЕ) (рис.9.4), загальним колектором (ЗК) (рис. 9.5), та загальною базою (ЗБ), яка використовується рідко.

Схема із загальним емітером (ЗЕ) використовується для підсилювання сигналів по напрузі і має великий вхідний та вихідний опори, а із загальним колектором (ЗК) – по струму (потужність) і має великий вхідний та малий вихідний опори. Принцип дiї цих пiдсилювачів пояснюється за допомогою рисунка.

Коли Uвх немає, то через Rк і транзистор протікає електричний струм робочої точки IкРТ. Його значення також є функцією від Іб яке, в свою чергу, є функцією від Rб. Таким чином Іб=F(Іб+Івх). При дії змінної напруги Uвх≠0 Івх також прямо пропорційно змінюється. Робоча точка РТ рухається по навантаженій прямій між точками А1, Б1. Струм Ік змінюється від точки А до точки Б, і зворотно-пропорційно йому змінюється і Uвих=Ек-Ік Rк. Таким чином, це є інвертор.

На схемі (рис. 9.5) навантаження Rе увімкнено в ланцюг емітера. Це приводить до того, що на базі є сигнал Uвх=Uвх–Uе. Це від'ємний зворотній зв’язок Uвих не може бути більше ніж Uвх. Це емітерний повторювач.

+

Рис. 9.4 - Принципова схема транзисторного підсилювача

Р ис. 9.5 - Принципова схема транзисторного підсилювача потужності

Р ис. 9.6 - Принципова схема диференційного підсилювача

Схема напівпровідникового диференційного підсилювача наведена на рис. 9.6. Ця схема – два підсилювача із загальним емітером, які навантажені на загальну вантажівку Rе. Підсилювач має два входи – прямий ВХ1 та інверсний ВХ2 і чотири виходи – ВИХ диференційний, ВИХ ∑ сумарний, ВИХ1 прямий, відносно ВХ1 та інверсний відносно ВХ1.

Якщо Т1 однаковий з Т2 і Rб1=Rб2, Rк1=Rк1 то підсилювач симетричний. Тоді Uвих1=-Кус Uвх1 (як у звичайного підсилювача з загальним емітером), Uвих2=Кус Uвх1 (мають фазу як у звичайного підсилювача із загальним колектором), Uвих.д=Кус(Uвх1-Uвх2),

Uвих.∑ = Кус(Uвх1 +Uвх2). Якщо Uвх1,Uвх2 ≠ 0 тоді,

Uвих.∑= Rе * (ІеТ1+ ІеТ2), Uвих.д=(Ек – Rк1 * ІкТ1) - -(Ек - Rк2 * ІкТ2).

 Зворотнім зв’язком називають зв'язок між електричними колами підсилювача,

коли підсилювальний каскад із виходу підсилювача поступає знову на його вхід

Петля зворотного зв’язку – це замкнений контур, який включає в себе коло зворотного зв’язку і частину підсилювача між точками підмикання зворотного зв’язку.

Місцевим зворотним зв’язком(місцева петля зворотного зв’язку) прийнято називати зворотний зв'язок, який охоплює окремі каскади або частини підсилювача.

Загальний зворотний зв'язок – це такий зворотний зв'язок, коли петля охоплює весь підсилювач .

У залежності від характеру змінення за часом вхідного сигналу розрізняють підсилювачі постійного та змінного струмів. В свою чергу підсилювачі змінного струму поділяються на підсилювачі низької (до десятків кілогерц) та підсилювачі високої частоти. За формою підсилювальних сигналів розрізняють підсилювачі гармонічних

(синусоїдних) та імпульсних сигналів.

2. Пристрої, що вмикають в електричне коло, називають елементами цього кола. Усі елементи кола змінного струму мають здатність необоротно перетворювати енергію в інші її види, створювати навколо себе магнітне поле, мати в собі - електричні заряди. Ці здатності характеризують відповідними параметрами:

1. Здатність елемента необоротно перетворювати електроенергію в інші її види характеризують параметром R, який називають активним опором. Його можна визначити з формули:

R = P/I²

де P- споживана активна потужність, I- діюче значення сили струму в колі цього елемента;

2. Здатність елемента створювати навколо себе магнітне поле характеризують параметром L, який називається індуктивністю. Його можна визначити з формули:

Ф = Li

де і - миттєве значення сили струму;

3. Здатність елемента нагромаджувати у собі електричні заряди характеризують параметром С. який називається ємністю елемента. Його можна визначити з формули:

q = CU

подано умовні позначення



де q- нагромаджений в елементі заряд, u- діюча на елементі напруга.

Кожний реальний елемент кола змінного струму, маючи всі три вище перелічені властивості, буде характеризуватися системою змінних параметрів R, L, C.

В автоматиці, електроніці та радіотехніці широко застосовуються елементи електричних кіл, які характеризуються нелінійною залежністю між струмом і напругою U = / (/).

Електричне коло, в яке входять нелінійні елементи, називається нелінійним.

Нелінійну вольт-амперну характеристику мають електровакуумні прилади, фотоелементи, газорозрядні прилади, напівпровідникові прилади.

Велику групу нелінійних елементів становлять нелінійні опори: терморезистори, варистори, баретери та ін.

Для нелінійних елементів залежність між силою струму та падінням напруги, яку називають вольт-амперною характеристикою, — складна функція. До нелінійних елементів належать, наприклад, діоди й транзистори.

Нелінійні електричні кола змінного струму.

В автоматиці, електроніці та радіотехніці широко застосовуються елементи електричних кіл, які характеризуються нелінійною залежністю між струмом і напругою U = / (/).

Електричне коло, в яке входять нелінійні елементи, називається нелінійним.

Нелінійну вольт-амперну характеристику мають електровакуумні прилади , фотоелементи , газорозрядні прилади , напівпровідникові прилади .

Велику групу нелінійних елементів становлять нелінійні опори: терморезистори, варистори, баретери та ін.