МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
ДОСЛІДЖЕННЯ ГЕНЕРАТОРА ПИЛОПОДІБНОЇ НАПРУГИ
ІНСТРУКЦІЯ
до лабораторної роботи №6
з курсу
"ЕЛЕМЕНТИ ДИСКРЕТНИХ ПРИСТРОЇВ АВТОМАТИКИ"
для студентів спеціальності 7.0914.02
"Комп’ютеризовані системи управління і автоматики"
усіх форм навчання
Затверджено
на засіданні кафедри
"Автоматика і телемеханіка"
Протокол № 1 від 3.09. 1998 р.
Львів 1999
Дослідження генератора пилоподібної напруги. Інструкція до лабораторної роботи №6 з курсу "Елементи дискретних пристроїв автоматики" для студентів спеціальності “Комп’ютеризовані системи управління і автоматики” усіх форм навчання / Укл. В.Б.Дудикевич, В.М.Максимович, О.С.Вітер. - Львів: ДУЛП, 1999. - 11 с.
Укладачі: В.Б.Дудикевич, докт. техн. наук, проф., В.М.Максимович, канд. техн. наук, доц., О.С.Вітер, ст. викл.
Відповідальний за випуск: І.М.Ковела, к.т.н., доц.
Рецензенти: З.Р.Мичуда , З.М.Стрілецький кандидати техн. наук, доценти
1. МЕТА РОБОТИ
Метою роботи є ознайомлення з принципом роботи транзисторного генератора пилоподібної напруги, експериментальна перевірка розрахункових співвідношень, дослідження впливу елементів схеми на основні її параметри.
2. ТЕОРЕТИЧНИЙ ВСТУП
Генератор пилоподібної напруги (ГПН) використовують для розгортки променю в електронно-променевих трубках, при вимірюванні часових інтервалів, створенні часової затримки імпульсних сигналів, перетворенні напруги в імпульси, тривалість яких пропорційна цій напрузі, тощо.
Напругу пилоподібної форми звичайно отримують з допомогою ємнісної інтегруючої ланки чи інтегруючого підсилювача, періодично заряджаючи і розряджаючи конденсатор. З цієї причини генератори пилоподібної напруги часто називають інтеграторами. Спрощена схема ГПН зображена на рис. 1а, де і утворюють інтегруючу ланку, а ключ необхідний для переключення конденсатора з зарядки на розрядку і навпаки.
Опір можна розглядати як винесений опір замкненого ключа. На рис.1б зображена форма напруги, що формується при періодичному замиканні і розмиканні ключа. Ця напруга характеризується такими параметрами:
- тривалість робочого (прямого) ходу;
- тривалість відновлення (тривалість зворотного ходу);
- період повторення;
- амплітуда;
- коефіцієнт використання напруги живлення;
- коефіцієнт нелінійності;
- відносна похибка зміщення по амплітуді;
- відносна похибка зміщення по часу.
Коефіцієнт нелінійності показує ступінь відхилення реальної напруги від ідеальної, що змінюється лінійно, і визначається формулою:
, (1)
де і - максимальна і мінімальна похідні по часу від напруги на конденсаторі. Звичайно максимальна похідна відповідає початковій ділянці пилоподібної напруги, а максимальна - кінцевій.
Пов’язуючи відомою залежністю () струм через конденсатор з напругою на ньому, вираз (1) можна записати в такому вигляді:
,
де і - максимальне і мінімальне значення струму через конденсатор, - амплітуда струму.
Похибки зміщення по часу і по амплітуді характеризують лінійність реальної пилоподібної напруги. Вони визначаються при заміні напруги на конденсаторі прямою, що збігається з нею в двох точках, наприклад, на початку і в кінці робочого ходу (рис. 1б). У цьому випадку між максимальними похибками зміщення і коефіцієнтом нелінійності існує така залежність:
.
Ідеально лінійно напругу на конденсаторі можна отримати тільки у тому випадку, якщо струм, що протікає через конденсатор постійний.
Розглянемо принцип роботи найпростішого генератора. При зарядженні конденсатора від джерела постійної напруги (рис. 1а) струм заряду дорівнює
і, при збільшенні , зменшується.
Для підтримання постійного струму опір в процесі зарядження необхідно зменшувати. Для цього як зарядний опір необхідно використати струмостабільний нелінійний двополюсник (рис.2а), вольт-амперна характеристика якого наведена на рис. 2б (штрихова лінія). В реальних умовах близькими за формою до ідеальної є вольт-амперні характеристики пентодів, тріодів з глибоким від’ємним оберненим зв’язко...
