Файл: Electron_SE.pdf

146

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

òåìïåðàòóðè.  Îòæå, òî÷íèé (ïðåöèç³éíèé)  âèïðÿìëÿ÷ ïîáóäóâàòè

íà ä³îäàõ íåìîæëèâî.

Àëå öå ìîæíà çðîáèòè ç âèêî-

ðèñòàííÿì ÎÏ. Íà ðèñ. 4.27 íà-

âåäåíî ñõåìó ïðåöèç³éíîãî îäíî-

ï³âïåð³îäíîãî âèïðÿìëÿ÷à.

Ôàêòè÷íî öå º ïîâòîðþâà÷ äëÿ

ñèãíàë³â ïîçèòèâíî¿ ïîëÿðíîñò³.

ßê ³ ó âèïàäêó ïîòóæíîãî ï³ä-

ñèëþâà÷à (äèâ. ïï. 4.6.11), ïàä³í-

íÿ íàïðóãè íà ä³îä³ êîìïåíñóºòü-

ñÿ ÎÏ.

Âèõ³äíèé ñèãíàë çí³ìàºòüñÿ ç ³íâåðòóþ÷îãî âõîäó ÎÏ. Äëÿ ïîçèòèâ-

íî¿ âõ³äíî¿ íàïðóãè, îñê³ëüêè U

0 

=0, ìàºìî:

U

âèõ 

= U

² 

= U

Í 

= U

âõ

.

(4.30)

Ïðè íåãàòèâíèõ çíà÷åííÿõ U

âõ

 ÎÏ çíàõîäèòüñÿ ó ðåæèì³ íàñè÷åííÿ,

à íà âèõ³ä ïðèñòðîþ ÷åðåç ðåçèñòîð R ïîäàºòüñÿ íàïðóãà  U

âèõ 

= 0.

Íà ê³íåöü ðîçä³ëó ñë³ä çàçíà÷èòè, ùî ó íüîìó ðîçãëÿíóòî ëèøå äå-

ÿê³ ç òèïîâèõ çàñòîñóâàíü ÎÏ. ²ñíóº âåëè÷åçíà ê³ëüê³ñòü ñõåì ³ ñõåìî-

òåõí³÷íèõ ïðèéîì³â ³ç âèêîðèñòàííÿì ÎÏ. Ïðîòå ìàºìî íàä³þ, ùî

íàâè÷êè, çäîáóò³ ïðè âèâ÷åíí³ öüîãî ðîçä³ëó, äàäóòü Âàì çìîãó ðîç³áðà-

òèñÿ ç³ ñïåöèô³êîþ ïîáóäîâè ³ ðîáîòè áóäü-ÿêèõ åëåêòðîííèõ ïðèñòðî¿â

íà ÎÏ.

U

0

U

âõ

R

U

âèõ

DA

VD

Ðèñ. 4.27 – Ïðåöèç³éíèé âèïðÿìëÿ÷

147

4. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÏÎÑÒ²ÉÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

 Êîíòðîëüí³  çàïèòàííÿ

1. Êîëè  âèíèêຠ íåîáõ³äí³ñòü  ó  ï³äñèëåíí³  ñèãíàë³â  ïîñò³éíîãî

ñòðóìó?

2. Ïîÿñí³òü,  ÿê³  ïðîáëåìè  âèíèêàþòü  ïðè  ï³äñèëåíí³  ñèãíàë³â

ïîñò³éíîãî ñòðóìó? Ùî òàêå äðåéô íóëÿ ï³äñèëþâà÷à ïîñò³é-

íîãî  ñòðóìó?

3. Íà  ÷îìó  ´ðóíòóºòüñÿ  ïðèíöè䳿  áàëàíñíîãî  ï³äñèëþâà÷à  ïî-

ñò³éíîãî  ñòðóìó?  Íàâåä³òü  ñõåìó  òàêîãî  ï³äñèëþâà÷à.

4. Ùî  òàêå  äèôåðåíö³éíèé  ï³äñèëþâà÷  ïîñò³éíîãî  ñòðóìó?  Íà-

âåä³òü  éîãî  ñõåìó  ³  ïîÿñí³òü  ïðèíöèï  ¿¿  ä³¿.

5. ßê  ïðàöþº  ï³äñèëþâà÷  ïîñò³éíîãî  ñòðóìó  ç  ïîäâ³éíèì  ïåðå-

òâîðåííÿì?

6. Ùî òàêå îïåðàö³éíèé ï³äñèëþâà÷, ÿê â³í ïîáóäîâàíèé ³ ÿê³ éîãî

âëàñòèâîñò³?

7. Íàâåä³òü  îñíîâí³  ïàðàìåòðè  ³  õàðàêòåðèñòèêè  îïåðàö³éíîãî

ï³äñèëþâà÷à.

8. Íàâåä³òü  ñõåìè  ³  ïîÿñí³òü  ïðèíöè䳿  ³íâåðòóþ÷îãî  ï³äñè-

ëþâà÷à  íà  îïåðàö³éíîìó  ï³äñèëþâà÷³,  íå³íâåðòóþ÷îãî  ï³äñè-

ëþâà÷à,  ïåðåòâîðþâà÷à  ñòðóìó  ó  íàïðóãó,  ³íâåðòóþ÷îãî  ³

íå³íâåðòóþ÷îãî  ñóìàòîð³â,  ³íòåãðàòîðà,  äèôåðåíö³àòîðà,

êîìïàðàòîðà.

9. ßê  çàáåçïå÷èòè  ï³äñèëåííÿ  ñèãíàë³â  çì³ííî¿  íàïðóãè  çà  äîïî-

ìîãîþ  îïåðàö³éíîãî  ï³äñèëþâà÷à  ïðè  îäíîïîëÿðíîìó  æèâ-

ëåíí³?

10. ßê  ìîæíà  çá³ëüøèòè  ïîòóæí³ñòü  âèõ³äíîãî  ñèãíàëó  îïåðà-

ö³éíîãî  ï³äñèëþâà÷à?

11. ßê³  ïðîáëåìè  âèíèêàþòü  ïðè  âèïðÿìëåíí³  ìàëèõ  çà  íàïðóãîþ

ñèãíàë³â  çì³ííîãî  ñòðóìó  ³  ÿê  âîíè  âèð³øóþòüñÿ  ïðè  çàñòîñó-

âàíí³  îïåðàö³éíèõ  ï³äñèëþâà÷³â?

148

ÐÎÇIJˠ5

²ÌÏÓËÜÑͲ  ÏÐÈÑÒÐί

5.1. Çàãàëüí³ â³äîìîñò³ ïðî ³ìïóëüñí³ ïðèñòðî¿.

Ïàðàìåòðè ³ìïóëüñ³â

²ìïóëüñíèìè íàçèâàþòü ïðèñòðî¿, ùî ïðàöþþòü íå áåçïåðåðâíî, à â

ïåðåðèâ÷àñòîìó ðåæèì³, êîëè ä³ÿ ÷åðåäóºòüñÿ ç ïàóçîþ, òðèâàë³ñòü ÿêî¿

ñóì³ðíà ç òðèâàë³ñòþ ïåðåõ³äíèõ ïðîöåñ³â (ÿêùî òðèâàë³ñòü íåñóì³ðíî

á³ëüøà, òî ïðîöåñ ââàæàºòüñÿ òàêèì, ùî âñòàíîâèâñÿ). Âèêîðèñòàííÿ

³ìïóëüñíèõ ðåæèì³â ðîáîòè ìຠðÿä ïåðåâàã ïîð³âíÿíî ç áåçïåðåðâíèìè

ðåæèìàìè, à ñàìå:

1) ó ³ìïóëüñíîìó ðåæèì³ ìîæíà îòðèìàòè äîñèòü çíà÷íó ïîòóæí³ñòü

â ³ìïóëüñ³ çà íåçíà÷íî¿ ñåðåäíüî¿ ïîòóæíîñò³, à îñê³ëüêè ãàáàðèòè åëåê-

òðîííèõ ïðèñòðî¿â âèçíà÷àþòüñÿ, ãîëîâíèì ÷èíîì, ñåðåäíüîþ ïîòóæ-

í³ñòþ, òî ³ìïóëüñí³ ïðèñòðî¿ ìàþòü ìåíø³ ãàáàðèòè, í³æ ïðèñòðî¿, ùî

ïðàöþþòü ó áåçïåðåðâíîìó ðåæèì³;

2) ³ìïóëüñí³ ïðèñòðî¿ ìàéæå íå çàçíàþòü âïëèâó òàêîãî äåñòàá³ë³-

çóþ÷îãî ôàêòîðó ÿê çì³íè òåìïåðàòóðè íàâêîëèøíüîãî ñåðåäîâèùà,

áî ïðàöþþòü ó êëþ÷îâîìó ðåæèì³: óâ³ìêíóòî-âèìêíóòî;

3) ³ìïóëüñí³ ïðèñòðî¿ ìàþòü çíà÷íó øâèäêîä³þ òà âèñîêó çàâàäîñò³éê³ñòü;

4) ³ìïóëüñí³ ïðèñòðî¿, íàâ³òü íàéñêëàäí³ø³ (íàïðèêëàä, îá÷èñëþâàëüí³

ìàøèíè) áóäóþòüñÿ ç ïðîñòèõ îäíîòèïíèõ åëåìåíò³â, ùî äîçâîëÿº ÿê-

íàéøèðøå çàñòîñîâóâàòè ³íòåãðàëüíó òåõíîëîã³þ, çàáåçïå÷óþ÷è ï³äâè-

ùåíó íàä³éí³ñòü ³ íåâåëèê³ ãàáàðèòè;

5) çàñòîñóâàííÿ ³ìïóëüñíèõ (öèôðîâèõ) ìåòîä³â ó âèì³ðþâàëüí³é

òåõí³ö³ äîçâîëèëî ñóòòºâî ï³äâèùèòè òî÷í³ñòü âèì³ð³â òà çðó÷í³ñòü ðî-

áîòè ç âèì³ðþâàëüíèìè ïðèëàäàìè.

²ìïóëüñí³ ïðèñòðî¿ øèðîêî âèêîðèñòîâóþòü ïðè ïîáóäîâ³ ñèñòåì êå-

ðóâàííÿ òà ðåãóëþâàííÿ äëÿ:

1) ôîðìóâàííÿ ³ìïóëüñ³â íåîáõ³äíî¿ ôîðìè, òðèâàëîñò³ ³ ïîëÿðíîñò³

³ç ñèíóñî¿äíèõ êîëèâàíü òà ³ìïóëüñ³â ³íøî¿ ôîðìè;

2) ãåíåðóâàííÿ ³ìïóëüñ³â ³ç çàäàíèìè ïàðàìåòðàìè;

3) êåðóâàííÿ ³ìïóëüñàìè, ïîâ’ÿçàíîãî ç âèçíà÷åííÿì ¿õíüîãî ÷àñî-

âîãî ïîëîæåííÿ (çàòðèìêà, ñèíõðîí³çàö³ÿ, ë³÷áà, ðîçïîä³ë òà ³í.).

149

5. ²ÌÏÓËÜÑͲ ÏÐÈÑÒÐί

Îòæå: ³ìïóëüñ – öå êîðîòêî÷àñíà çì³íà íàïðóãè (ñòðóìó) â åëåê-

òðè÷íîìó êîë³ â³ä íóëÿ äî äåÿêîãî çíà÷åííÿ, òðèâàë³ñòü ÿêî¿ ñóì³ðíà

àáî ìåíøà çà òðèâàë³ñòü ïåðåõ³äíèõ ïðîöåñ³â ó öüîìó êîë³.

Çà ãåîìåòðè÷íîþ ôîðìîþ ³ìïóëüñè áóâàþòü ïðÿìîêóòí³, òðàïåöå-

¿äàëüí³,  äçâîíîïîä³áí³ (ÿê ó ï³äñèëþâà÷à ñèíóñî¿äíèõ êîëèâàíü ó ðå-

æèì³ êëàñó Â), åêñïîíåíö³éí³, ë³í³éíîçì³íþâàí³ (ïèëêîïîä³áí³), ÿê ïîêà-

çàíî íà ðèñ. 5.1.

t

t

t

t

u

u

u

u

u

t

à)                  á)                     â)                      ã)                     ä)

Ðèñ. 5.1 – ²ìïóëüñè ð³çíî¿ ôîðìè: à) ïðÿìîêóòíî¿; á) òðàïåöå¿äàëüíî¿;

â) äçâîíîïîä³áíî¿; ã) åêñïîíåíö³àëüíî¿; ä) ïèëêîïîä³áíî¿

Ðîçð³çíÿþòü â³äåî³ìïóëüñè ³ ðàä³î³ìïóëüñè.

³äåî³ìïóëüñ – öå ³ìïóëüñ ó êîë³ ïîñò³éíîãî ñòðóìó. Â³äåî³ìïóëüñè

ìîæóòü áóòè ïîçèòèâí³, íåãàòèâí³ àáî ð³çíîïîëÿðí³.

Ðàä³î³ìïóëüñ ÿâëÿº ñîáîþ êîðîòêî÷àñíèé ïàêåò âèñîêî÷àñòîòíèõ

êîëèâàíü, îáâ³äíà ÿêîãî ìຠôîðìó â³äåî³ìïóëüñó.

Ïàðàìåòðè ïîñë³äîâíîñò³ ³ìïóëü-

ñ³â ðîçãëÿíåìî íà ïðèêëàä³ ïðÿìî-

êóòíèõ ³ìïóëüñ³â ç ðèñ. 5.2. Öå:

Ò  –  ïåð³îä  íàäõîäæåííÿ  ³ì-

ïóëüñ³â;

f = T

 –1 

 – ÷àñòîòà ïîâòîðåííÿ;

t

i  

 – òðèâàë³ñòü ³ìïóëüñó;

U

i 

 – àìïë³òóäà ³ìïóëüñó;

t

n 

 – òðèâàë³ñòü ïàóçè;

i

t

T

Q =

 –

(5.1)

ù³ëèíí³ñòü ³ìïóëüñ³â (âåëè÷èíà, çâîðîòíà äî Q, íàçèâàºòüñÿ êîåô³-

ö³ºíòîì  çàïîâíåííÿ);

–

1

0

Q

i

U

dt

i

U

T

U

i

ñð

t

=

=

∫

(5.2)

t

n

t

i

t

T

U

i

u

Ðèñ. 5.2 – Ïàðàìåòðè

ïîñë³äîâíîñò³ ³ìïóëüñ³â

150

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

ñåðåäíº çíà÷åííÿ íàïðóãè (äîçâîëÿº îö³íèòè åíåðãåòè÷íó ä³þ ³ìïóëüñíî¿

ïîñë³äîâíîñò³);

–

1

0

2

Q

U

dt

U

T

U

i

i

i

åô

t

=

=

∫

(5.3)

åôåêòèâíå (ä³þ÷å) çíà÷åííÿ íàïðóãè;

–

Q

P

P

i

ñð

=

(5.4)

ñåðåäíÿ ïîòóæí³ñòü (ïðè öüîìó ïîòóæí³ñòü äæåðåëà æèâëåííÿ ³ìïóëüñ-

íîãî ïðèñòðîþ ïîâèííà áóòè íå ìåíøîþ çà Ð

ñð

: òîä³, íàêîïè÷óþ÷è åíåð-

ã³þ ó ïàóç³, ìîæíà â ³ìïóëüñ³ âèäàâàòè ïîòóæí³ñòü Ð

³

 ó Q ðàç³â á³ëüøó çà

Ð

ñð 

– òàê ïðàöþþòü ôîòîñïàëàõ, êðàïêîâà çâàðêà ³ ïîä³áí³ ïðèñòðî¿).

Íà ðèñ. 5.3 çîáðàæåíî êëàñè÷íó ôîðìó ðåàëüíîãî ïðÿìîêóòíîãî

³ìïóëüñó. Â³í ìຠòàê³ ïàðàìåòðè:

U

i

  – àìïë³òóäà ³ìïóëüñó;

D

U  – íåð³âíîì³ðí³ñòü âåð-

øèíè;

t

³

  – òðèâàë³ñòü ³ìïóëüñó

íà ð³âí³ 0,1U

³

 (³íîä³, íàïðèê-

ëàä, ïðè îö³íö³ åíåðãåòè÷íî¿

䳿 ³ìïóëüñó ¿¿ áåðóòü íà ð³âí³

0,5U

³

);

t

ô

  – òðèâàë³ñòü ïåðåäíüî-

ãî ôðîíòó;

t

çð

  – òðèâàë³ñòü çàäíüîãî

ôðîíòó (çð³çó);

U

â

 – àìïë³òóäà âèêèäó.

Äåÿê³ ³ìïóëüñè íå ìàþòü âåðøèíè (íàïðèêëàä, äèâ. ðèñ. 5.1,ä ).

Ïðîïóñêíà ñïðîìîæí³ñòü ³ìïóëüñíîãî ïðèñòðîþ çà ÷àñòîòîþ âèçíà-

÷àºòüñÿ ñïåêòðîì ³ìïóëüñó, ÿêèé º íàñë³äêîì ðîçêëàäàííÿ ³ìïóëüñó ó

ðÿä Ôóð’º, òîáòî íà íåñê³í÷åííó ê³ëüê³ñòü ãàðìîí³÷íèõ ñêëàäîâèõ ð³çíî¿

÷àñòîòè.

Çîêðåìà, ÷àñòîòí³ âëàñòèâîñò³ ³ìïóëüñíîãî ñèãíàëó âèçíà÷àþòüñÿ

àêòèâíîþ øèðèíîþ ÷àñòîòíîãî ñïåêòðó F

a

: áåðóòüñÿ ÷àñòîòè â³ä  f =

0

äî f

ãð

= F

a

, ùî â³äïîâ³äຠ95% åíåð㳿 ³ìïóëüñíîãî ñèãíàëó.

Íàïðèêëàä, àêòèâíà øèðèíà ñïåêòðó:

t

U

i

0,9U

i

0,1U

i

∆

U

t

çð

t

i

u

t

ô

U

â

Ðèñ. 5.3 – Ïàðàìåòðè íåñèìåòðè÷íîãî

³ìïóëüñó