Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Полупроводниковая схемотехнология 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 [ 161 ] 162 163 164 165 166 167 168

ОУ 2 при этом возрастает со скоростью

dUJdt = UJRC

до тех пор, пока благодаря результирующей отрицательной обратной связи достигнет значения - U. Таким образом, импульс напряжения прямоугольной формы превращается в трапецеидальный импульс. Если скорость нарастания входного напряжения меньще, чем граничное значение, сигнал передается без искажений. В отличие от варианта, использующего фильтр нижних частот, ширина полосы для малых сигналов в этом случае не меняется.

26.4. ОТСЛЕЖИВАЮЩАЯ

СИНХРОНИЗАЦИЯ

(АВТОПОДСГРОЙКА)

Важнейшей областью применения устройств автоматического регулирования в технике связи является синхронизация генераторов с автоматической подстройкой их частоты. При этом необходимо устанавливать частоту /2 генератора такой, чтобы она согласовывалась с частотой /1 опорного генератора с точностью до неизменного фазового сдвига. Структурная схема цепи автоподстройки представлена на рис. 26.20.

Частота отслеживающего генератора управляется с помощью напряжения Uf в соответствии с соотношением

/2 =/о+ Л/С .

(26.15)

Такие управляемые напряжением генераторы уже были рассмотрены в гл. 18. Для низких частот можно использовать схемы, рассмотренные в разд. 18.3.2, или генераторы функций из разд. 18.4.2. На высоких частотах пригодны мультивибратор с эмиттерной связью, показанный на рис. 18.43, а также LC-генератор, в котором параллельно колебательному контуру

включен диод с накоплением. В этом случае линейное уравнение (26.15) справедливо лишь для малых отклонений относительно рабочей частоты /< так как дифференциальная постоянная регулирования /су = = dfi/dJJf зависит от положения рабочей точки.

Выходное напряжение фазового детектора определяется фазовым сдвигом ср между отслеживающим переменным напряжением U2 и эталонным переменным напряжением U:

Отметим следующую особенность поведения регулируемого объекта: если частота /2 отстает от эталонной частоты /, фазовый сдвиг возрастает пропорционально периоду и превышает все ограничения (объект без саморегулирования). При этом даже при ограниченном усилении регулятора рассогласование в замкнутом контуре возрастает до тех пор, пока обе частоты не будут точно согласованы. Остаточное рассогласование по частоте становится, следовательно, нулевым.

Остаточное рассогласование по фазе, однако, как правило, отлично от нуля. Для схемы на рис. 26.20 справедливо равенство

Отсюда получается

а - ф

Аккк

(26.16)

Здесь /о-частота управляемого по напряжению генератора при Uf = 0. Если при этом важно, чтобы фазовый сдвиг не только оставался постоянным, но и точно равнялся заданному значению а, нужно применить ПИ-регулятор. Во многих случаях осуществляют регулирование при постоянном сдвиге фазы а, т.е. управляющий вход [7д отсутствует. Тогда представляет рассогласование регулирования.

Регулирующее Воздейст вие

Отслеживающий генератор к

Фазовый детектор

Регулятор

Опорная -о частота

Регулируемая величина

Рис. 26.20. Структурна)!

Рассогласование

23адантий цепи автоподстроЙ-параметр



Для выбора параметров регулятора необходимо знать частотную характеристику объекта. Как уже отмечалось, объект фазового регулирования обладает интегральной характеристикой. Для фазового сдвига справедливо соотношение

Ф = Jcozf- (Oidt = JA(odt. (26.17)

Чтобы определить частотную характеристику объекта, мы модулируем частоту Oj синусоидальной модулирующей частотой а относительно среднего значения fflj. Следовательно,

Асо (О = Аю cos w t. Подстановка в формулу (26.17) дает

ф(0 =-smm t.

Принимая во внимание отставание по фазе в 90°, приходим к равенству

Ф/А со = 1 ю , (26.18)

т.е. к передаточной функции интегратора. Отсюда находим комплексный коэффициент усиления объекта

1 = ~[Г7

ifn.

(26.19)

Как мы уже видели, фазовый сдвиг может быть измерен только при заметном запаздывании в контуре регулирования. В случае когда fe-комплексная величина, фазовый сдвиг может заметно возрасти.

Качество контура регулирования фазы существенно зависит от использованного фазового детектора. Важнейшие типы детекторов рассмотрены ниже.

26.4.1. ЭЛЕМЕНТЫ ВЫБОРКИ-ХРАНЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ ФАЗОВОГО ДЕТЕКТОРА

Фазовый сдвиг ф между напряжениями и U2 можно определить, измерив с помощью элемента выборки-хранения мгно-Эенное значение Ui для момента, в ко--торый U2 проходит через нуль в положительном направлении. Для этой цели на-

с to

Лс к

Рис. 26.21. Элемент выборки-хранения в качестве фазового детектора.

пряжение Uj подается на вход срабатывающего по фронту одновибратора (рис. 26.21), который вырабатывает им-


Рис. 26.22. Эпюра напряжения в фазовом детекторе. Воздействия на при включении в значительной степени исчезают, если выбранное t имеет тот же порядок величины, что и постоянная времени элемента выборки-хранения.

пульс опроса для элемента выборки-хранения. Как видно из рис. 26.22, выходное напряжение элемента выборки-хранения

и. К Ul sin ф.

(26.20)

Вблизи рабочей точки ф = О характеристика детектора близка к линейной согласно соотношению

UXUif?.

Отсюда находим постоянную преобразования фазового детектора

К = Uv

(26.21)

Как видно из рис. 26.23, следующая рабочая точка находится при ф = л. Тогда

= - Ul. Какую из двух рабочих точек выбрать, зависит от знака коэффициента усиления регулятора. Следующая устойчивая рабочая точка сдвигается на 2я. Это означает, что фазовый детектор не различает сдвиг на полное колебание.

Если вместо синусоидального входного напряжения Ui используют напряжение




Рис. 26.23. Передаточная характеристика элемента выборки-хранения, используемого в качестве фазового детектора.

треугольной формы, получается треугольная характеристика детектора. Для прямоугольных входных импульсов такую схему применять нельзя.

Динамическая характеристика

Описанный фазовый детектор определяет новое значение фазового сдвига только один раз за период. Он ведет себя как звено с запаздыванием. В зависимости от того, в какой момент происходит изменение фазы, запаздывание составляет от О до Гг = I 2. Усредненное запаздывание, следовательно, равно /2 Т2. Для дальнейшего расчета необходимо найти комплексное значение постоянной преобразования при высоких частотах фазовой модулящ1И / :

= fe,e °-/ = Uie- lf\ (26.22)

С помошью формулы (26.19) получаем комплексный коэффищ1ент усиления всего объекта:

следовательно.

\As\-

(26.23)

Расчет регулятора

В качестве регулятора целесообразно использовать схему без дифференцирующего устройства, так как выходное напряжение элемента выборки-хранения изме-

няется только скачком. Из формул (26.23)

следует, что фазовый сдвиг ф между [/,

и Uj на частоте f = V4/2 составляет

- 135°. Таким образом, получаем запас по фазе 45°, если коэффициент линейного усиления Ар выбран так, что критическая частота= /4/2. По определению при f ~fk должно вьшолняться условие

11 = UsI-UrI = 1-

с учетом равенства Ar = Ар и выражения

(26.23) находим

Ap=fJkfk=f2/AkfUi.

Рассмотрим типичный числовой пример: /2 = 10 кГц, kj. = 5 кГц/В и . /с<р = C/i = = 10 В. Отсюда получаем Ар = 0,05. В этом случае регулятор можно в;ыполнить в виде делителя напряжения.

Для уменьшения остаточной фазовой ошибки [см. формулу (26.16)] можно увеличить коэффициент усиления на низких частотах с помощью интегрирующего звена if, = Vio/k = 740/2). Целесообразно, однако, ограничить низкочастотную граничную величину коэффициента усиления конечным значением Л так как иначе интегратор в состоянии покоя объекта дрейфует к границе диапазона управления. При этом управляемый напряжением генератор может быть так сильно рассогласован, .что контур фазового регулирования не действует. , ,

Пассивный делитель напряжения легко можно преобразовать в ПИ-регулятор с ограниченным усилением А если, как показано на рис. 26.24, последовательно с резистором R2 включить конденсатор. Параметры регулятора в этом случае будут определяться следующими соотношениями:

Ap = R2/iRi+R2), = 1/2лад, А, = 1.

После включения, как правило, имеет место смещение частот A/=:/i - Д. Вследствие этого фазовый сдвиг возрастает пропорционально времени. При этом, согласно рис. 26.23, на выходе фазового детектора возникает переменное на-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 [ 161 ] 162 163 164 165 166 167 168



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.