Жоғары техникалық мектебі Пән: Байланыс желісінің қондырғылары Тақырыбы: Байланыс желісіне күшейткіш қондырғысын орнату Орындаған: 11 422 топ студенті Баймұрат М. Б Тексерген: Гайнуллин М. Б. ОРАЛ-2015 ж
Күшейткіш құрылғыларда кең тарағандары жартылай өткізгішті клапандар. Олар бірнеше милиамперден бастап жүздеген амперге дейінгі токтарға есептеледі. Тура бағыттағы кедергілері аз. Бірақ бір жаман жері, бұларда кері токтың үлкен маңызы бар және ол температура жоғарылаған сайын өсе береді. Бұл жағдай құрылғының жұмыс температурасының ауқымына шек қояды. Бір ғана диод қолданылатын қарапайым күшейткіште ток жүктеме арқылы тек оң жарты периодта ғана өте алады, теріс жарты периодты диод өткізбейтін болғандықтан, ол жүктеме арқылы өте алмайды, жүктемедегі ток тек қана оң жарты периодтардан тұратындығы қарастырылады. Көбейткіштің кұрылысы мен жұмысының қандай екендігі баяндалады. Көбейткіш — кернеуді жоғарылататын аспап. Бірақ мұнда трансформатордағыдай ешқандай жүрекше, орам деген жок. Сонда ол кернеуді қалай жоғарылата алатындығы туралы айтылады.
Ғылым мен техникада көп кездесетін инженерлік мәселелерді шешкен кезде электрлік емес мәндерді электрлік мәндерге түрлендіріп өлшегенде, технологиялық прцесстерді тексеріп және автоматизация жасағанда, немесе әртүрлі өнеркәсіптік электрониканың қондырғыларын жасағанда электрлік сигналдарды күшейту үшін биполярлық транзисторлар, өрістік транзисторлар және интегралдық микросхемалар кеңінен қолданылады. Бұл күшейткіштер өте әлсіз электрлік сигналдарды (кернеулері 10 -7 В, токтары 10 -14 А шамалас) күшейтуге мүмкіндік береді. Транзисторлар арқылы аса үлкен күшейтуге жету үшін бірнеше күшейткіш каскадтар қолданылады. Бір транзистордан немесе күшейткіш элементтен және оған қарасты байланыс элементтерінен тұратын күшейткішті − каскад деп атайды. Күшейту процесі, қоректену көзінің энергиясын күшейткіштің сыртқы сигналының энергиясына түрлендіру болып табылады. Бұл процесті басқару күшейткіш элементіне немесе транзисторға әсер ететін кірме сигнал арқылы жүргізіледі. Шығыс сигнал кіріс сигналдың функциясы болып табылады, сонымен қатар шығыс күшейтілген синалдың қуаты, кіріс күшейтілген сигналдың қуатынан қректену көзінің арқасында, әлдеқайда артық. Сонымен, электрондық күшейткіш деп электрлік сигналдарды, олардың формасын өзгертпей, қоректену көзінің энергиясының арқасында, қуатын ұлғайтып, күшейтетін құрылғыны айтады. Транзисторлық күшейткіштің электорондық деп аталу себебі, транзисторлардың жұмыс істеу принципі жартылай өткізгіштегі жүріп жататын электрондық процесстермен анықталады. Күшейткіштің кірісіне электр қозғаушы күшінің (ЭҚК) әрекеттестік мәні er, ішкі кедергісі Rr, кіру сигналының көзі қосылған. Кішкене қуатты кіру сигналы жоғары дәрежедегі қуаты бар қоректену көзін пайдалана отырып, кіріс сигналдың қуатын күшейтуге мүмкіндік бар.
Токтар айырмасында тұрақты құрамалар жоқ болғандықтан шығыс трансформатор салмағы жағынан жеңіл, аумағы жағынан кіші; Токтар айырмасында жұп гармоникалық жоқ, сондықтан жиіліктік бұрмалау коэффициенті тек үшінші гармоникамен бағаланады; Схема симметриялы болғандықтан әртүрлі фондар, әсіретпелер, бөгеулер әлдеқайда аз болады. Ал кемшіліктеріне: Трансформатор иықтарын өте қатаң симметриялау керек; Ортақ нүктеден шығу сымдары бар екі трансфоматор қажеттігі.
Алғашқы өндірістік лампалы ОК (1940 ж)екілік триодтың қосындысында орындалды, оның ішінде октальді іргелі корпустың ішінде жеке құрылымды жинақ ретінде қолданылды. 1963 жылы Fairchild Semiconductor инженері, Роберт Видлар, бірінші интегралды ОК — μA 702 жасады. 9 транзистордан тұратын бұл құрылғы 300$ бағада тұрды және тек әскери жағдайында пайдаланылды. Видлармен проектіленген алғашқы қол жеткізілген интегралды ОК 1965 жылы шығарылды, оның шығуымен оның бағасы 10$ төменге түсті. Бірақ тұрмыста қолдануда қымбат болғанымен көпшілік өндіріс автоматика және сол сияқты азаматтық есептер үшін қол жеткізу мүмкіндігі болды.
Операциялық күшейткіштің сұлба түріндегі көрінісі берілді. Оның кіріс каскады дифференциалдық күшейткіш түрінде орындалады. Сондықтан операциялық күшейткіште екі кірісі болады. Төменгі жиілік облысында шығыс кернеуі U a кіріс кернеулердің айырымы да сол фазасында орналасады: UD = UP – UN. 2. 1 – сурет. Операциялық күшейткіштің сұлбалық түрі.
уақыт сәтіне дейін операциялық күшейткіштің кірістеріндегі кернеу U 0 >0 деп алайық. Бұл операциялық күшейткіштің шығысында U шығ =-U- шығmax , ал инвертирламайтын кірісінде U+ = -χ U- шығmax кернеулері болуын анықтайды, мұнда χ = R 1/(R 1+R 2) – оң кері байланыс тізбегінің беру коэффициенті. Сұлбаның шығысында - U- шығmax кернеуінің болуы, R – резисторы арқылы С конденсаторы зарядтау процесіне себепші болады. Конденсатор астарларындағы кернеу полярлығы жақшасыз көрсетілген. t 1 - уақыт сәтінде опрециялық күшейткіштің инвертирлайтын кірісінде экспанета бойынша өэгеретін кернеу инвертирламайтын кірістегі кернеу шамасына жетеді. U 0 - кернеуі нольге тең болады, бұл жағдайда операциялық күшейткіштің шығысындағы кернеудің полярлығы өзгертеді: U шығ =-U+ + + шығmax . U - кернеуі белгісін өзгертіп χ U шығmax - ке тең болады, сонда U 0 <0 болып өзгере бастайды. t 1 уақыт сәтінен бастап конденсатордың -χ U- шығmax деңгейінен қайта зарядталуы басталады.
Қазіргі кезде операциялық күшейткіштер кез-келген операциялық жүйенің кілтті компонентті блоктарының бірі болып есептеледі. Fairchild Semiconductor фирмасының 1963 ж-дан бастап шығарған алғашқы атақты ОК м. A 702 микросхемасы болды. Осындай құрылғыларды жасаумен айналасатын ғалымдар ағымдағы күрделі технологиялық шешімдерді пайдалана отырып нәтижесінде нарықта кернеу қорегінің төменгі мәнінде өте жақсы параметрлері(жоғ. кіріс сипаттамасы, қуат пайдаланудың төменгі мәні, т. б) бар ОК-лар пайда болды. Қазіргі уақытта, ОК жеке чип және күрделі интегралды схемалардағы функционалды блок түрінде кең қолданысқа ие болды. Ол ОК –ның идеал сипаттамаға жақындайтын универсалды блок екенін көрсетеді. Оның негізінде көптеген әртүрлі электронды түйіндерді құрастыруға болады.
Тр — трансформатордың екінші орамының жоғарғы жағында оң таңбалы заряд болғанда ток Д 2, Rж, Д 3 арқылы өтіп, екінші орамының төменгі жағына келеді. Д 1 мен Д 4 диодтары бұл уақытта жабық. Ал енді келесі жарты период келгенде оң заряд екінші орамның төменгі жғына келеді де, ток Д 4, Д 1 арқылы өтіп, екінші орамның жоғарғы жағына келеді. Бұл уақытта Д 2 мен Д 3 диодтары жабық! Трансформатордың екінші орамының ұштарында заряд таңбалары өзгеріп отырады да, тұтынушы Rжарқылы тек бір бағытта тұрақты ток жүреді. Бірақ бұл токта әлде де болса толықсыма пульсация бар (1. 4 сурет). Ол үшін біз өзімізге белгілі конденсаторды пайдаланамыз .
Пульсті токты жадағайландыру үшін конденсаторды пайдалу өте қарапайым, тиімді әдіс болып саналады. Бұл әдіс кең тараған. Конденсатор пульсті токты жақсы жадағайландыру үшін мына шарт орындалу керек: мұндағы ωn дегеніміз – пульстің жиілігі. Конденсатордың сыйымдылығы неғұрлым үлкен болуы тиіс. Ал, жүктеменің кедергісі диодтық кедергісінен анағұрлым үлкен болуы керек. Түзеткішке кернеу алғаш берілген уақытта алғашқы оң таңбалы жарты период коденсаторды сол кернеудің шамасына жуық мәнге дейін зарядтайды. Бұл уақытта диодтағы кернеу тура болғандықтан, диод арқылы ток өтеді. Ал келесі сәтте, диодтағы кернеу кері болған уақытта диод арқылы ток жүрмейді де, конденсатор жүктеме арқылы разрядтала бастайды.
Алғашқы өндірістік лампалы ОК (1940 ж)екілік триодтың қосындысында орындалды, оның ішінде октальді іргелі корпустың ішінде жеке құрылымды жинақ ретінде қолданылды. Видлармен проектіленген алғашқы қол жеткізілген интегралды ОК 1965 жылы шығарылды, оның шығуымен оның бағасы 10$ төменге түсті. Бірақ тұрмыста қолдануда қымбат болғанымен көпшілік өндіріс автоматика және сол сияқты азаматтық есептер үшін қол жеткізу мүмкіндігі болды. Жұмыс істеу принципі бойынша операциялық күшейткіш қарапайым күшейткішке ұқсас болып келеді. Қарапайым күшейткіш сияқты ол кіріс сигналының кернеу мен қуатын күшейту үшін қолданылады. Бірақ та, қарапайым күшейткіштің қасиеттері мен параметрлері толығымен оның сұлбасымен анықталса, операциялық күшейткіштің қасиеттері мен параметрлері көбінесе кері байланыс тізбегі праметрлерімен анықталады. Операциялық күшейткіштер нольдік орын ауыстуруын және шығыс кернеуін кіріс кернеудің нольдік мәнінідегі тұрақты ток күшейткіші сұлбасы бойынша жүзеге асырады. Сонымен қатар олар үлкен күшейту коэффициенттері, жоғары кіріс және төмен шығыс кедергілермен сипатталады. Ертерек мұндай жоғары сапалы күшейткіштер тек қана математикалық операцияларды : суммалау және интегралдау үшін аналогты есептеу құрылғыларда қолданылатын. Операциялық күшейткіш деп аталуы осыдан. Белгілі бір салада қолданылуы керек кезде, қандай операциялық күшейткіштің қажет екенін анықтау үшін оның негізгі сипаттамаларын білу жеткілікті.
Назарларыңызға Рахмет
Скачать презентацию Жоғары техникалық мектебі Пән Байланыс желісінің қондырғылары Тақырыбы
Маулен слайд.pptx