Детектор действующих значений.(продолжение Л10)

 

Когда нужно оценить предполагаемую мощность на нагрузке переменного тока.

 

            t₀+T 

U_Д = (1/Т) ò (U_ВХ(t))²dt

              t₀

Первый способ : решение «в лоб».

Е₀ – нормирующий множитель.

U₁(t) = ( U_ВХ(t) )² / Е₀

             

               t₀+T 

U₂ = Ö (1/Т) ò U₁(t)dt – действительное значение напряжения – корень от

               t₀                         среднего из среднего значения.

                

U_ВЫХ = Ö Е₀ U₂ .

Пусть : U_ВХ = 0…10 В, Е₀ = 10В.

1) U_ВХ » 10В , U₁ » 10²/10 = 10 В.

U₁ » U₂ »10В U_ВЫХ = Ö 10*10 = 10В

 

 

2) U_ВХ » 0,1В, Е₀ = 10В.

U₁ » 0,1²/10 = 0,001 В. – соизмерим с шумами.

U₁ » U₂ »1мВ. U_ВЫХ = Ö 10*0,001 = 0,1В

Вывод : т.о. недостаток данной схемы плохая помехоустойчивость при малых уровнях входного сигнала.

Прецизионный преобразователь действующих значений.

Нелинейный преобразователь на входе. Здесь используется нелинейная ОС.

Здесь вычисляется не разница входных сигналов, а их отношение.

U₁ = ( U_ВХ(t) )²/ U_ВЫХ ;

          t₀+T 

U₂ = (1/Т) ò ( U_ВХ(t) )²/ U_ВЫХ dt ;

            t₀

                                t₀+T 

U_ВЫХ = U₂ = (1/Т U_ВЫХ) ò ( U_ВХ(t) )² dt ; 

                                  t₀

(U_ВЫХ )² = (1/Т ) ò ( U_ВХ(t) )² dt Þ U_ВЫХ =Ö(1/Т ) ò ( U_ВХ(t) )² dt

 

При U_ВХ » 10В Þ U_ВЫХ = 10В , U₁ » 10²/10 = 10 В.

U₁ » U₂ »10В U_ВЫХ » U₂ »10В.

3) При U_ВХ » 0,1В Þ U_ВЫХ = 0,1В.

U₁ » 0,1²/10 = 0,001 В. U₁ » U₂ »1мВ. U_ВЫХ » U₂ »1мВ.

Здесь нет проблем с динамическими диапазонами значений, он распределен равномерно.

Пиковый детектор (детектор экстремальных значений).( Л12)

Предыдущие схемы формировали на выходе сигнал, соответствующий входному. В технике бывает нужно определить только один параметр входного сигнала – его экстремальное значение (максимальное значение). Устройство, формирующее на выходе сигнал постоянного тока равный максимальному (экстремальному) значению входного сигнала на некотором предыдущем промежутке времени. Пример : обгонная муфта велосипеда.

Схема реализации :

Конденсатора имеет свойство сохранять значение напряжения, поэтому , стоит только уменьшить U_ВХ , U₁ станет больше U_ВХ и VD закроется и U₁ будет сохраняться на выходе постепенно уменьшаться, по мере разрядки конденсатора.

Пока U_ВХ > U_C VD открыт и через него идет зарядка С практически до уровня U_ВХ . Время полной зарядки : Т_ПР = 3R_HC .

При очень большом С, большим будет и ток разряда; С может не успеть отработать изменение U_ВХ ; кроме того, U₁ будет всегда отличаться от U_ВХ на величину падения напряжения на прямом p – n переходе.

Ключ служит для сброса U_ВЫХ и обеспечивает готовность детектора к новому измерению.

Параметры схемы в идеальном случае :

Источник U_ВХ имеет нулевое сопротивление R_H = 0, R_У = ¥.

 

ВАХ диода :

Спад из – за :

1) Обратного I(I₀) ; 2) R_H ¹ ¥ ; 3) R_РАЗ ¹ ¥ ; 4) r_У ¹ ¥ .

В реальном случае будет иметь место постоянная времени

t_{зарядки} = С* r_ВН || R_У || R_РАЗ || R_H . (R_У , R_РАЗ , R_H – повлияют незначительно)

 

Прецизионный Пиковый детектор

При U_ВХ>0, ДА1 работает как повторитель, т.к. VD открыт и через него осуществляется ООС, при этом U₁ = U_ВХ с точностью ~ 0,05 мВ.

U_ВХ > 0; U_ВХ растет Þ VD1 – открыт.

Стоит U_ВХ начать уменьшаться, U₁ становится больше U_ВХ, VD закрывается.

С хранит значения U₁ , тем дольше, чем больше R_ВХ ДА2, значит, меньше I_ОБР VD и больше R_ВХ ДА1, и больше R_РАЗР ключа К.

Если U_ВХ превысило U₁ (U_ВХ > U₁), вновь VD открывается, увеличивается U_ВХ, ООС замыкается , и все происходит как в предыдущей схеме.

С выбирается по тем же принципам, как и устройство выборки хранения.

К для разрядки С.

---

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 527; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!