Физические величины измерения Дисциплина: Промышленная электроника

Ознакомление с устройством дифференциорвания Дисциплина: Силовые преобразователи в электроснабжении

Выполнил: магистрант 7М ПЭ-2 Сейлханов Д

Дифференцирующие устройства — это устройства, выходной сигнал которых пропорционален скорости изменения сигнала на входе. Для построения дифференцирующих схем используют дифференцирующие свойства емкостных элементов. Ток, протекающий через конденсатор (/с) зависит от скорости изменения напряжения на его обкладках:

Простейшей дифференцирующей цепью является RС-цепь, изображенная на рис. 1

Выходное напряжение цепи рис. 1 снимается с резистора R (который можно считать нагрузкой).
Рис. 1. Пассивная дифференцирующая цепь
Напряжение мвых(0) пропорционально току, протекающему через конденсатор:
По второму закону Кирхгофа uc(t) = uBX(t) - uBblx(t). Если uBblx(t) «с wBX(0, а это справедливо при R -» 0, то
То есть цепь обладает дифференцирующими свойствами при малых значениях сопротивления R.
Если на вход схемы рис. 3.26 подать гармонический сигнал uBX(t) = sin(wt) то на выходе цепи
где К — коэффициент пропорциональности; U — действующее значение гармонического входного напряжения; со — частота гармонического входного сигнала.
То есть амплитуда выходного напряжения дифференцирующей цепи прямо пропорциональна частоте, а фаза сдвинута на 90° по отношению к фазе входного напряжения.
АЧХ и ФЧХ идеального дифференцирующего устройства имеют вид, представленный на рис. 2
Рис. 3.27. АЧХ и ФЧХ идеального дифференцирующего устройства
Для расширения диапазона частот, в котором погрешность дифференцирования мала, в состав схемы включают активный элемент (ОУ). Схема активного дифференцирующего устройства изображена на рис. 3
Рис. 3. Активное дифференцирующее звено
Схема рис. 3 представляет собой инвертирующий усилитель, на входе которого включен конденсатор С. Дифференцирующая цепь эквивалентна схеме активного ФВЧ рис. 3.20 при = 0.
Учитывая, что входное сопротивление ОУ очень велико, а дифференциальное напряжение итф по сравнению с выходным напряжением пренебрежимо мало, можно записать
а также:
То есть выходное напряжение цепи пропорционально скорости изменения входного напряжения.
Если на вход идеального дифференцирующего устройства подать последовательность прямоугольных импульсов, то в моменты прихода фронтов этих импульсов напряжение на выходе мгновенно должно достигать значения, равного бесконечности а длительность выходного импульса — стремиться к нулю.
В реальных электрических цепях скачок выходного напряжения ограничивается уровнем питающего напряжения. Длительность импульса на выходе не равна нулю, а зависит от величины паразитной емкости в схеме. На рис. 4 изображены временные диаграммы напряжений реального дифференцирующего звена.
На рис. 4 обозначено напряжение питания ОУ Unm = 8 В.
Рис. 4. Временные диаграммы напряжений дифференцирующего звена
Спасибо за внимание!

жүктеу/скачать 150,64 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: