Меню

Передаточная функция усилителя напряжения

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Передаточная функция — усилитель

Передаточные функции усилителей с бесконечно большим коэффициентом усиления должны иметь только минимально-фазовые нули и не иметь нулей в бесконечности. [1]

Передаточные функции усилителей определяют также путем снятия амплитудно-фазовых характеристик. [2]

Рассмотрим передаточные функции усилителей с о. [3]

Определим передаточную функцию усилителя отдельно для средних, нижних и верхних частот. [4]

Анализируя уравнения передаточных функций усилителей различных типов , можно отметить следующее. [5]

В этом случае передаточная функция усилителя , а следовательно, и точность выполняемой им операция определяются только параметрами цепи обратной связи и входной цепи и, таким образом, в рабочем диапазоне частот практически не зависят от возможных изменений ( колебаний) коэффициента усиления усилителя. [6]

В этом случае передаточная функция усилителя , а следовательно, и точность выполняемой им операции определяются только параметрами цепи обратной связи и входной цепи и, таким образом, в рабочем диапазоне частот практически не зависят от возможных изменений ( колебаний) коэффициента усиления усилителя. [8]

Рп — нули и полюсы передаточной функции усилителя , равные корням уравнений. Корни могут принимать как вещественные, так и попарно сопряженные комплексные значения. Для усилителя действительные части всех корней характеристического уравнения должны быть только отрицательными, иначе усилитель перейдет в автогенераторный режим. [9]

Известны два подхода к выводу передаточной функции усилителя типа МДМ . МДМ, являющийся системой с переменными параметрами, заменяется обычной системой с постоянными параметрами. Первый подход легко позволяет учесть инерционность модулятора и демодулятора; передаточная функции / Cp ( s) получается в конечной форме, удобной для практических целей. Однако такой путь не позволяет вскрыть некоторые специфические особенности усилителя как системы с переменными параметрами. Кроме того, выражение для Кр ( а) оказывается справедливым лишь для частот, много меньших несущей частоты юо — Второй подход не имеет этих ограничений. Однако выражение для / СР ( / со) оказывается неудобным для практического применения, так как представляется в виде бесконечного ряда. Кроме того, при втором подходе значительно труднее учесть инерционность модулятора и демодулятора. [10]

Wf ( 0) должна быть передаточной функцией усилителя с переменным коэффициентом усиления. [11]

К каким очень важным выводам приводит рассмотрение формулы передаточной функции усилителя с параллельной отрицательной обратной связью по напряжению. [12]

Как следует из (2.4), при большом коэффициенте усиления передаточная функция усилителя зависит от передаточной функции цепи ОС. [13]

Читайте также:  Виды напряжения при сдвиге

При наличии в усилителе резонансного каскада, настроенного на сон, передаточная функция усилителя переменного тока влияет на передаточную функцию усилителя М — ДМ в целом. [14]

Источник

Выбор двигателя постоянного тока для системы стабилизации скорости. Расчет среднеквадратичной мощности, выбор двигателя и способ управления. Моделирование динамических процессов в технической системе, страница 3

Значит, принимая во внимание преимущества данной схемы управления, рационально использовать систему ШИП-Д с транзисторными ключами при построении системы стабилизации скорости ДПТ. К якорю подводится напряжение, среднее значение которого определяется относительным временем замкнутого состояния транзисторного ключа (скважностью) , где – длительность замкнутого состояния ключа;

Изменение скважности позволяет регулировать угловую скорость ДПТ в широких пределах. Наибольшее распространение нашло широтно-импульсное управление, при котором изменятся длительность замкнутого состояния ключа при неизменной длительности цикла.

В результате к двигателю подается напряжение . Скважность , где — длительность цикла. Тогда . Механическая характеристика определяется выражением .

Изменяя g, можно изменить не только значение, но и направление вращения угловой скорости. При 1³g³0.5 угловая скорость при холостом ходе положительна, при 0.5³g³0 она отрицательна [1, 99].

Рис. 4. Реверсивный широтно-импульсный преобразователь

По техническим данным ДПТ СЛ-621 можно сформулировать технические требования к устройству управления:

— Устройство управления должно обеспечивать угловую скорость, как положительную, так и отрицательную. При этом диапазон изменения частоты вращения должен находиться в диапазоне .

— Номинальное напряжение, подводимое к двигателю 110В.

— Устройство управления должно обеспечить полную электрическую мощность, подводимую к двигателю ( ).

Номинальные значения токов в моменты запуска и торможения превышаются. Значения токов торможения и пуска ( ) превышают номинальное ( ) значение в 1,25 раза.

Выбор транзисторов К1-К4, а также 4-х диодов обуславливается величинами напряжения питания и максимального тока двигателя.

Причем, во всех пунктах необходимо учитывать погрешности.

6. Составление математической модели технической системы
Передаточная функция двигателя будет иметь вид:

Электромагнитный коэффициент (для ДПТ с независимым возбуждением)

Электромеханическая постоянная времени ДПТ:

Индуктивность якоря (в связи с отсутствием каталожных данных об индуктивности обмотки якоря, определяем по следующей формуле, где принимаем )

Электромагнитная постоянная времени цепи якоря:

Передаточный коэффициент двигателя при управлении скоростью равен:

Таким образом, передаточная функция двигателя будет:

7. Выбор параметров усилителя мощности

При использовании двигателя постоянного тока практически единственным возможным способом регулирования скорости является импульсное управление. Как правило, в технике электропривода используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Усилитель мощности должен представлять собой широтно-импульсный преобразователь, который питается от сети 380В, 50Гц. Входной ток и напряжение преобразователя: Выходной ток и напряжение: Частота модуляции составляет 1кГц (при использовании тиристорных ключей), соответственно,

Читайте также:  Трансформатор для высоковольтного преобразователя напряжения

Передаточная функция усилителя мощности имеет вид:

После соответствующих подстановок передаточная функция усилителя: .

8. Моделирование динамических процессов в технической системе

Рис.5. Структурная схема модели двигателя.

Рис. 6. Переходные процессы в двигателе.

9. Заключение

В результате работы выбран ДПТ СЛ-621. Для изменения частоты вращения двигателя используется широтно-импульсное управление.

Из результатов моделирования следует:

1) выбранный двигатель и система управления соответствуют заданным характеристикам;

2) Эквивалентный момент нагрузки меньше номинального, следовательно, двигатель не будет перегреваться при работе в соответствии с заданной тахограммой;

3) максимальное значение тока в цепи якоря незначительно превышает номинальное;

4) переходные процессы тока и момента качественно похожи;

5) в замкнутой системе перерегулирование по скорости отсутствует.

В итоге, система электропривода по требованиям технического задания может быть реализована.

10. Список литературы

1. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства автоматики. Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1986.

2. Сабинин Ю.А. Электромашинные устройства автоматики: Учебник для вузов. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр.отделение, 1988.

Источник



Передаточная характеристика операционного усилителя: схема, формулы

Операционный усилитель хорошо характеризует его передаточная характеристика — зависимость вида u вых= f (u диф), где f − некоторая функция. Изобразим график этой зависимости (рис. 1.139) для операционного усилителя К140УД1Б (это один из первых отечественных операционных усилителей).

Эта конкретная характеристика не проходит через начало координат. У различных экземпляров операционных усилителей одного и того же типа эта характеристика может проходить как слева, так и справа от начала координат. Заранее предсказать точное положение этой характеристики невозможно.

Значение напряжения uдиф, при котором выполняется условие uвых= 0, называют напряжением смещения (напряжением смещения нуля) и обозначают через U см. Для операционного усилителя типа К140УД1 известно только то, что напряжение U см лежит в диапазоне от −10 мВ до +10 мВ.

А это означает, что при нулевом напряжении uдиф напряжение uвых может лежать в пределах от минимально возможного (около −7 В) до максимально возможного (около +10 В).

Васильев Дмитрий Петрович Профессор электротехники СПбГПУ

Для того чтобы при нулевом усиливаемом сигнале напряжение на выходе было равным нулю, т. е. для того, чтобы передаточная характеристика проходила через начало координат, предусматривают меры по компенсации напряжения смещения (балансировка, коррекция нуля, настройка нуля). В некоторых операционных усилителях (в том числе и типа К140УД1Б) не предусмотрены специальные выводы, воздействуя на которые можно было бы компенсировать напряжение смещения.

Читайте также:  Защита от перепадов напряжения схем

В этом случае на входы операционного усилителя, кроме усиливаемого сигнала, нужно подавать напряжение, компенсирующее напряжение смещения. В некоторых операционных усилителях для компенсации напряжения смещения предусмотрены специальные выводы. Изобразим типовую схему включения операционного усилителя типа К140УД8А, в котором предусмотрены такие выводы (рис. 1.140).

Через NC обозначены специальные выводы для балансировки. Цифрами обозначены номера выводов.

Диапазон выходного напряжения, соответствующий почти вертикальному участку передаточной характеристики, называется областью усиления. Соответствующий этому диапазону режим работы называют режимом усиления (линейным, активным режимом). В линейном режиме uвых=K·uдиф, где K— коэффициент усиления по напряжению (коэффициент усиления напряжения, коэффициент усиления дифференциального сигнала).

Обычно величина K лежит в пределах 10 4 … 10 5 . К примеру, для операционного усилителя типа К140УД1Б К = 1350…12000, для операционного усилителя К140УД14А K не менее 50000.

Диапазоны выходного напряжения вне области усиления называются областями насыщения. Соответствующий этим областям режим называют режимом насыщения. Обычно считается, что в режиме насыщения выполняется условие uвых= +U пит −3В(при uдиф> 0) или uвых= −U пит +3В( при uдиф пит и −U пит — напряжения питания. В приближенных расчетах иногда считают, что в режиме насыщения uвых= +U пит или uвых= −U пит

Абрамян Евгений Павлович Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Реальные электронные устройства на основе операционного усилителя практически всегда имеют коэффициент усиления значительно меньше K, так как в них используется отрицательная обратная связь. Пример схемы с отрицательной обратной связью приведен на рис. 1.134.

Легко заметить, что чем больше коэффициент K при заданных напряжениях +U пит и −U пит, тем меньше тот диапазон значений напряжения u диф, который соответствует режиму усиления. Так, если K = 50000 и +U пит = |−U пит | = 15 В, то величина |uдиф| не может превышать значения 15 / 50000 = 300 · 10 −6 В = 300 мкВ. Если наперед известно, что операционный усилитель работает в режиме усиления, то при практических расчетах обычно принимают, что uдиф= 0.

Источник