|
|
Диодные схемы сравнения фаз двух синусоидальных ЭДС ⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4 Работа включает: 1. Изучение принципа действия диодных элементов сравнения фаз двух синусоидальных ЭДС. 2. Выбор схем сравнения, расчет параметров элементов схем. 3. Расчет и построение функциональных и информационных характеристик элементов сравнения фаз. 4. Компьютерное исследование элементов сравнения фаз. Составление предварительного отчета 1. Выбор схем элементов сравнения, расчет параметров схем. 2. Расчет и построение функциональных характеристик элементов сравнения. 3. Расчет и построение информационных характеристик элементов сравнения. 4. Расчет и построение характеристик действия элементов сравнения совместно с нуль – индикатором (НИ). Методические указания. Изучить §2–6 с.67–70, §6–3, §6–4 [3]. К п.1. В нечетном варианте исследуется схема сравнения фаз с трансформаторами, в четном варианте – схема сравнения фаз с делителями. Расчет параметров схем и отношения амплитуд W пр, при котором схема переходит из одного режима в другой проводится в соответствии с 6–34 – 6–52 [3] и параметрами, заданными в табл.Э6.1. К п.2 Функциональные характеристики элемента сравнения фаз (проходная характеристика и граничная линия) показаны на рис. 6–15[3]. Для построения проходной характеристики необходимо рассчитать коэффициенты преобразования схемы сравнения для двух режимов работы, с.209–210 [3]. Построить проходные характеристики при двух значениях амплитуд сравниваемых сигналов, Е1=30В, Е2<Е1,ном/ W пр и при Е1=Е2=Е1,ном/2. К п.3. Относительный уровень выходного сигнала определяется как отношение мощности сигнала к мощности помехи на выходе схемы. Значение сигнала и амплитуд синусоидальных помех на выходе схемы определяется по разложению в ряд Фурье выходного напряжения (6–59), (6–62) [3]. Построить зависимости выходного сигнала и амплитуды второй гармоники от разности фаз сравниваемых сигналов y, изменяемой в пределах от 0 до p с шагом p/2. Вычислить относительный уровень сигнала и построить его зависимость от разности фаз y. К п.4. Исследуются две характеристики действия схем сравнения фаз, включенных совместно с НИ. Первая из них Е2,д= f (Е1) строится при условии совпадения по фазе сравниваемых величин и определяет в плоскости амплитуд сравниваемых сигналов область значений Е1 и Е2, при которых действует НИ. Строится при заданном значении U д,ни, при изменении Е1 от 0 до 30 В. При построении характеристики плоскость Е2= f (Е1) разбивается линиями Е2=Е1/ W пр и Е2=Е1× W пр на области разных Вторая характеристика (рис.2–10, [3]) разделяет комплексную плоскость Ė2/Ė1 на области действия и не действия НИ. Это будет отрезок, параллельный мнимой оси и проходящий при y=0 через точку W д,min=Е2,д,min/Е1,ном. Характеристика рассчитывается при Е1=Е1,ном и Е2,max=10×Е2,д,min. Наибольший угол действия равен yд=arccos(Е2,д,min/Е2,max). Штриховка наносится в области действия. Работа в лаборатории 1. Собрать рассчитанную схему сравнения. На вход схемы подключить два источника синусоидального напряжения промышленной частоты, на выход схемы – осциллограф, два вольтметра, один из вольтметров работает в режиме измерения DC, а второй – в режиме АС. В схеме с трансформаторами для идеальных TV установить реальные активные сопротивления первичной и вторичной обмоток (порядка 100 Ом). Для заземления использовать первичную обмотку одного из TV. Провести настройку расчетных режимов и режимов работы осциллографа. 2. Снять проходные характеристики схемы сравнения при двух значениях амплитуды сравниваемых сигналов Е1=Е1,ном, Е2<Е1,ном/ W пр и при Е1=Е2=Е1,ном/2. Разность фаз меняется от 0 до p с шагом p/4. Характеристики строятся на одном рисунке. По проходным характеристикам построить граничную линию схемы. 3. Определить относительный уровень выходного сигнала. Для этого снять зависимости U 0,вых= f (y) и U ~,вых= f (y). При измерении установить Е1,ном и Е2=5В, а разность фаз изменять в пределах от 0 до p с шагом p/4. Зарисовать осциллограммы на выходе схемы при y=0, p/2. На выходе схемы установить частотный фильтр, представляющий собой емкость, сопротивление которой на частоте 100Гц в десять раз и более меньше сопротивления Rн. Повторить измерения зависимостей U 0,вых=f(y) и U ~,вых= f (y). Построить на одном рисунке зависимости U 0,вых=f(y) и U ~,вых= f (y) для схемы сравнения с фильтром и без фильтра. По результатам измерений вычислить и построить зависимость относительного уровня выходного сигнала от разности фаз. 4. Снять характеристики действия элемента сравнения с НИ. Для снятия второй характеристики устанавливается Е1=Е1,ном. Точки характеристики определяются при изменении разности фаз в пределах от 0 до 2p с шагом p/6. Для установленной разности фаз y, увеличиватьЕ2 от 0 до значения, при котором действует НИ, фиксируются значения Е2, соответствующие началу и концу вибрации ключа. При построении зависимости отметить область вибрации и нанести штриховку в области действия. Установить Е1=10 В, повторить измерения. Характеристики построить на одном рисунке. По этим же измерениям строится зависимость Е2(y) для двух значений Е1=const.. При построении зависимости отметить область вибрации и нанести штриховку в области действия. Сделать выводы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Э7 Времяимпульсная схема сравнения амплитуды синусоидального сигнала с заданным значением Работа включает: 1. Изучение принципов действия времяимпульсных элементов сравнения амплитуды синусоидальных сигналов с заданным значением. 2. Изучение схемы и расчет параметров элементов схемы. 3. Расчет и построение функциональных характеристик элементов сравнения. 4. Компьютерное исследование времяимпульсных элементов. Составление предварительного отчета 1. Расчет параметров схемы сравнения. 2. Построение осциллограмм работы схемы сравнения. 3. Определение входных сигналов, необходимых для измерения напряжения действия и отпускания и времени действия. Методические указания. Изучить §4, с.15–23 [4]. К п.1. Принципиальная схема исследуемого элемента показана на рис.13 [4]. При исследовании схемы предполагать, что резисторы R 9... R 13 закорочены. Расчет времяимпульсного элемента сравнения начинается с построения зависимости длительности информационного импульса tи от амплитуды входного сигнала Uвх по формуле tи=(π-2arctg(Uоп/ Uвх))/ωп (рис.12 [4]). По графику определяется длительность импульсов действия t д и отпускания t о. Для этого используется амплитуда действия U д и опорное напряжение U оп1,з, (табл. Э7.1), и амплитуда отпускания U о= k о U д - рассчитанная по заданному k о. Расчет делителя. Для обеспечения выбранной длительности импульса действия необходимо выбрать параметры делителя напряжения на резисторах R2, R8. Один из резисторов задан, второй рассчитывается для обеспечения Uоп1=0.5,1,2∙Uоп1,з, при условии, что Еп=15В. Расчет интегратора. Для выполнения условий действия и отпускания постоянные времени заряда Тз и разряда Тр должны быть связаны двойным неравенством t о/(10- t о) ≤Тр/Тз ≤ t д/(10- t д). Кроме того, для работы на линейном участке интегрирования необходимо Тр и Тз желательно выбирать существенно большими 10 мс, однако это увеличивает время действия и отпускания. Заряд конденсатора происходит через резистор R 3, а разряд через параллельное включение резисторов R3 и R4, следовательно, Тз= R 3×C; Тр= R 3// R 4×С. При расчете значений резисторов и конденсатора учитываются заданные в табл. Э7.1 параметры. Расчет триггера Шмитта. Для схемы триггера Шмитта рассчитать одно из сопротивлений, обеспечивающее заданное значение U оп2 [1, с.27], [2, с.21]. В данной работе сопротивлением R5 можно пренебречь. К п.2. Построить осциллограммы работы схемы сравнения (рис.14 [4]) для двух значений U вх=1,2 U д и 5 U д, используя рассчитанные в п.2 Тр и Тз и заданное Uоп2 триггера Шмитта. По осциллограммам вычислить времена действия схемы сравнения для двух значений амплитуд входных сигналов. Таблица Э7.1
К п.3. Для измерения напряжения действия (или отпускания) необходимо обеспечить скачкообразное изменение входного напряжения Uвх от начального значения к значению действия Uд (или от значения выше действующего к значению отпускания). Для измерения времени действия формируются значения напряжения, ступенчато изменяющегося от 0.5 U д до 1,2 U д; 5 U д. Работа в лаборатории 1. Собрать заданную схему сравнения. Установить значения компонентов схемы согласно расчетам предварительного отчета. На вход схемы сравнения подключить схему рис.7.1, осциллограф – на вход и выход компаратора А1. Провести настройку расчетных режимов и режимов осциллографа. 2. Снять проходные характеристики компаратора А1. Для значений амплитуды Uвх, меняющихся в пределах 0.1
Сигнал Uвх моделируется с помощью схемы, представленной на рис. 7.1. Е1 используется для создания начального значения сигнала, а Е2 – конечного значения сигнала. Значение напряжения действия (отпускания) определяется последовательным подбором амплитуды Е2. Определить напряжения действия и отпускания, вычислить коэффициент отпускания, сравнить с заданным. Сделать выводы о влиянии значения Uоп2 на коэффициент отпускания. 4. Измерить время действия схемы сравнения. На вход схемы подать сигнал Uвх (рис.7.1) с амплитудой, меняющейся скачком от 0.5 U д до 1,2 U д. По осциллограмме измерить время действия схемы сравнения. Измерения провести для трех значений опорного сигнала 0.5;1;2∙ U оп2. Изменить увеличение амплитуды Uвх до 5 U д, и повторить измерение времени действия схемы. Сравнить экспериментальные значения времени действия со значениями, полученными в предварительном отчете. Сделать выводы о влиянии амплитуды входного сигнала и значения U оп2 на время действия схемы сравнения. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Э8 Времяимпульсная схема сравнения фаз синусоидальных ЭДС Работа включает: 1. Изучение принципов действия времяимпульсных элементов сравнения фаз синусоидальных напряжений формирователя импульсов несовпадения (ФИН) и реагирующих органов РО1 и РО2.. 2. Изучение схем и расчет параметров элементов схем. 3. Расчет и построение функциональных характеристик элементов сравнения. 4. Компьютерное исследование времяимпульсных элементов сравнения фаз синусоидальных напряжений.   Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
режимов работы схемы сравнения. В области режима NN линия действия определяется выражением Е1,д,min= U д,ни/ k NN (Е1<Е2) и Е2,д,min= U д,ни/ k NN (Е1>Е2). Эти линии пересекаются с линиями Е2=Е1/ W пр и Е2=Е1× W пр. Соединение точек пересечения дает линию действия в области режима NR. Штриховка наносится в области действия.
На выход схемы сравнения с фильтром подключить НИ (рис.5.1). Полярность включения НИ должна соответствовать его действию при разности фаз от – p/2 до p/2, Снимаются две характеристики Е2,д= f (Е1,д) при y=0 и (Ė2/Ė1)д= W д при Е1=const. Для снятия первой характеристики при y=0 устанавливаются значения Е1 от 30 до 0 В с шагом 5В. Увеличивать Е2 от 0 до значения, при котором действует нуль-индикатор, фиксируется значения Е2, соответствующие началу и концу вибрации ключа. При построении зависимости отметить область вибрации и нанести штриховку в области действия.
8 U оп1, по осциллограмме измерить длительность соответствующего информационного импульса. Измерения провести для трех значений опорного сигнала U оп1=0.5,1,2∙ U оп1,з. По результатам построить зависимости t и(U вх/ U оп1) на одном рисунке для разных Uоп1. Сравнить полученные проходные характеристики с характеристиками, рассчитанными в предварительном отчете. Сделать вывод о влиянии Uоп1 на проходную характеристику компаратора А1.
3. Снять значения U д и U оисследуемойсхемы для трех значений опорного сигнала 0.5;1;2 ∙ U оп2.