Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Інші
Предмет:
Елементи дискретних пристроїв автоматики
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ДИФЕРЕНЦІЮЮЧИХ І ІНТЕГРУЮЧИХ ЛАНОК
до лабораторної роботи №1
з курсу
"ЕЛЕМЕНТИ ДИСКРЕТНИХ ПРИСТРОЇВ АВТОМАТИКИ"
МЕТА РОБОТИ
Метою роботи є ознайомлення з практичними схемами диференціюючих і інтегруючих ланок, вивчення впливу параметрів вхідних сигналів і параметрів ланок на параметри вихідних сигналів.
ТЕОРЕТИЧНИЙ ВСТУП
Диференціюючою ланкою називають лінійний чотириполюсник, вихідна напруга якого пропорційна похідній вхідної напруги:
,
де - коефіцієнт пропорційності.
Диференціювання базується на використанні залежності між струмом і напругою на ємності (чи індуктивності), що має наступний вигляд:
чи (1)
Найбільш часто на практиці використовується найпростіша ланка, що складається з двох елементів R і C (рис. 1а). Якщо б в цій схемі не існувало опора R, то струм визначався простим співвідношенням
,
тобто мало б місце ідеальне диференціювання, так як струм в схемі є похідною напруги. Однак звичайно на виході необхідно отримати не струм, а напругу, пропорційну похідній вхідної. Тому на виході схеми необхідно включити активний опір R, оскільки
.
Але в цьому випадку не дорівнює , тому, що є ще падіння напруги на опорі R. Це приводить до неточності диференціювання. З виразу
, (2)
видно, що вихідна напруга буде пропорційна похідній вхідної напруги при умові
(. (3)
Для випадку вхідної напруги синусоїдальної форми з частотою (, умова (3) виконується, якщо активний опір вибрано малим у порівнянні з ємністю :
(, (, (4)
тобто ланка буде диференціюючою, якщо постійна часу кола вибрана в багато раз меншою періоду вхідного сигналу.
При несинусоїдальній формі , умова (3) виконується при RC(1/, де - частота з найвищою складовою, що грає суттєву роль в спектрі розкладення вхідного сигналу в ряд Фурьє. Як було сказано вище диференціювання буде тим точнішим, чим меншою буде у порівнянні з . Це можна досягнути двома шляхами – зменшуючи R чи зменшуючи С, так як ємнісний опір для будь-якої гармоніки збільшується зі зменшенням С. Однак, при RC(0 прямує до нуля і вихідна напруга.
На практиці часто використовують RC ланки, для яких нерівність RC( не виконується, тобто для яких постійна часу RC близька за значенням з тривалістю вхідних імпульсів.
При невеликій постійній часу, тобто при RC = 0,3 ( 0,4 , можна рахувати, що за час дії вхідного імпульсу конденсатор C встигає практично повністю зарядитись до напруги , тоді на виході ми одержимо два різнополярних імпульси, які за амплітудою є рівними амплітуді вхідного імпульсу Слід також відзначити, що форма імпульсів на виході диференціюючого кола, яка показана на рис. 1б, має місце лише при ідеальних умовах: нескінчено малій тривалості фронтів вхідних імпульсів, нульовому опорі генератора вхідної напруги і відсутності паразитних ємностей . Вплив параметрів і зводиться в основному до зменшення амплітуди і збільшення тривалості вихідних імпульсів, тобто до погіршення їх форми.
Диференціюючі ланки використовуються:
для отримання електричним шляхом математичної похідної заданої функції;
для укорочення тривалості імпульсів, для створення запускаючих імпульсів;
для селекції імпульсів за тривалістю і для інших цілей.
Інтегруючою ланкою називається лінійний чотириполюсник, у якого вихідна напруга пропорційна інтегралу вхідної:
. (5)
Найпростіша інтегруюча ланка наведена на рис. 2а. Напруга на виході цієї ланки описується рівнянням
, (6)
тобто, при виконанні умови
(, (7)
коло, що розглядається, є інтегруючим.
Для гармонічного сигналу з частотою ( умова (7) може бути представлена у вигляді
(R чи RC(,
тобто для отримання на виході RC кола сигналу пропорційного інтегралу вхідної напруги, постійна часу кола повинна вибиратись достатньо великою у порівнянні з періодом Т вхідного сигналу.
Використовуються інтегруючі ланки для одержання напруг і струмів, що лінійно змінюються, для селекції імпульсів за тривалістю, для виконання математичної операції інтегрування, а також для формування імпульсів більшої тривалості з коротких імпульсів.
Процес інтегрування починається з появи на вході кола прямокутного імпульсу. При цьому починається процес заряду конденсатора C через резистор R. Так як опір резистора R великий, то конденсатор C заряджається повільно. Після закінчення вхідного імпульсу цей конденсатор повільно розряджається через резистор R. За час паузи між імпульсами конденсатор розряджається незначно і кожний черговий імпульс підзаряджує його.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора