Адитивний формувач сигналу трикутної форми

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вузли радіоаматорської техніки. Генератори, гетеродини

 Коментарі до статті

Показано можливість синтезу сигналу трикутної форми шляхом складання двох випрямлених мостовими схемами синусоїдальних сигналів різної полярності, один з яких зрушений по фазі щодо іншого на 90°; наведено формули, що описують динаміку процесів складання сигналів; на основі теоретичних викладок створено схему пристрою, що синтезує сигнал трикутної форми.

Сигнали трикутної форми зазвичай одержують у генераторах з використанням часзарядних RC-ланцюжків, цифроаналогових перетворювачів або синтетично програмно-апаратурним шляхом. При цьому, як правило, важко досягти високої лінійності і симетрії сигналу, що генерується, вирішити завдання вдається за рахунок помітного підвищення інтелектуально-і ресурсомісткості пристрою [1-4].

Досить просто виявилося отримати сигнал практично ідеальної трикутної форми при використанні подвоювача частоти, схема якого була запропонована на початку 70-х років XX століття (приватне повідомлення, подвоювач частоти С.І. Семенова). Принцип дії цього подвоювача заснований на протифазному додаванні двох випрямлених мостовими схемами синусоїдальних сигналів, один з яких зрушений по фазі щодо іншого на 90°. Незважаючи на простоту такого подвоювача частоти, досі практичні його реалізації і, тим більше, аналітичні дослідження не виконувались.

Комп'ютерне моделювання форми сигналів, що знімаються з виходу такого пристрою, показало, що на виході формувача при забезпеченні зсуву фази 90 ° виходить сигнал трикутної форми. Структурна схема адитивного формувача сигналів трикутної форми показано на рис. 1. Динаміку електричних процесів, що спостерігаються в різних контрольних точках пристрою, можна описати такими виразами:

U1(t) = U0 sin(wt), U2(t) = U0 sin(wt + 90), U3(t) = U0 abs[sin(wt + 90)], U4(t) = -U0 abs(sin wt), U5(t) = U0 {abs[sin(wt + 90)] - abs(sin wt)}. У загальному випадку Uвих(t) = U0 {abs[sin(wt + n90)] - abs(sin wt)}, n=1,3,5...

(1) (2) (3) (4) (5)

Рис.1. Структурна схема формувача

Сигнал синусоїдальної форми (1), що знімається з виходу генератора 1 (рис. 1), подається на фазообертач 2 і резистивний компенсатор напруги 4. Зрушений по фазі на кут 90° синусоїдальний сигнал (2) надходить на діодно-мостову схему 3. Сигнал з компенсатора напруги 4 подається на другу зворотно включену діодно-мостову схему 5. Таким чином, на виходах діодно-мостових схем 3 та 5 формуються випрямлені різнополярні сигнали (3) і (4). Ці сигнали підсумовуються в суматорі 6, формуючи при цьому вихідний сигнал трикутної форми (5) на опорі навантаження Rload - Діаграми вихідних сигналів при зміні фазових зсувів представлені на рис.2.

Рис.2. Діаграми вихідних сигналів

Практична схема подвоювача частоти – формувача сигналів трикутної форми зображена на рис.3. Вхідний сигнал синусоїдальної форми через фазозсувний ланцюжок R1C1 надходить на перший випрямний міст (діоди VD1-VD4). Цей сигнал через потенціометр R2 ("Компенсація") надходить на другий випрямний міст (діоди VD5-VD8).

Рис.3. Принципова схема формувача сигналів трикутної форми

На виходах мостів щодо загальної шини формуються випрямлені сигнали подвоєної частоти різнополярної напруги. Виходи мостів об'єднані через потенціометр R3 ("Баланс"), між двигуном якого та загальною шиною включено опір навантаження.

На вхід формувача (рис.3) подають сигнал синусоїдальної форми частотою 5 кГц і напругою 2 В. Налаштування пристрою проводять послідовно-почергове регулювання підстроювальних елементів (резисторів R1-R3). Потенціометром R1 регулюють зсув фази; R2 - компенсують втрати (загасання) сигналу при проходженні сигналу через фазообертальний ланцюжок; R3 - балансують амплітуду сигналів, що змішуються. У результаті виході формується сигнал трикутної форми подвоєної частоти (10 кГц).

Робота пристрою була апробована за допомогою програми схемотехнічного моделювання Electronics Workbench 5.12.

До переваг описаної схеми отримання сигналів трикутної форми слід віднести її простоту і високу лінійність вихідного сигналу. У той же час близький до ідеального вигляд вихідного сигналу трикутної форми забезпечується у вузькій смузі частот, що обумовлено застосуванням фазозсувних ланцюжків найпростішого типу, призначених лише для демонстрації принципу дії пристрою. Діапазон робочих частот, на яких здатний працювати формувач, обмежений також частотними властивостями діодів випрямлячів (верхня межа приблизно відповідає значенню 5 ... 10% від граничної робочої частоти діодів, що використовуються).

Таким чином, для забезпечення необхідної форми сигналів елементи пристрою повинні відповідати деякому набору вимог, що обумовлені наявністю напівпровідникових нелінійних елементів:

- Ідеальність випрямлячів (лінійність та ідентичність їх вольт-амперних характеристик);
- Мінімальна і рівна ємність n-р переходів (ідентичність вольт-ємнісних характеристик).

Ці вимоги частково задовольняються при використанні високочастотних германієвих точкових діодів однієї партії виготовлення, відібраних за критерієм ідентичності вольт-амперних та вольт-ємнісних характеристик, а також при роботі в області відносно низьких частот (до одиниць кілогерц), використанні синусоїдального сигналу високого ампліту. ..десятки вольт) та роботі на узгоджене навантаження.

Поліпшити форму піків вихідного сигналу (область малих напруг випрямлених сигналів, де найвиразніше виражені нелінійні властивості напівпровідникових випрямлячів) можна за рахунок зміщення робочих точок діодів на лінійну ділянку вольт-амперної характеристики підживленням постійним струмом.

література

1. Бондарь В.А. Дослідження лінеаризації процесу заряду або розряду конденсатора в генераторах напруги, що лінійно змінюється: Автореф. дис. На ступінь канд. техн. наук. - Томськ: ТПІ, 1971.
2. Ноткін Л.Р. Функціональні генератори та їх застосування. - М: Радіо і зв'язок, 1983.
3. Граф Р., Шіїте В. Енциклопедія електронних схем. Т. 7.ч. І.-М.: ДМК,2000.
4. Шустов М.А. Фазомодульований генератор трикутної напруги. - Радіоаматор, 1999 № 5.

Автор: М.А. Шустов; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Вузли радіоаматорської техніки. Генератори, гетеродини.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Метаболізм швидкий та повільний 15.03.2021 Вчені Університету Міссісіпі у США досліджували фактори, що впливають на швидкість метаболізму в тілі людини. Відомо, що багато людей, які скаржаться на свій обмін речовин, мають на увазі недостатню кількість калорій, що спалюються. Вважається, що тіло людей із швидким метаболізмом витрачає на певні фізіологічні завдання більше енергії, а з повільним – менше. Процес обміну речовин не такий простий, як прийнято вважати. Існує безліч чинників, що впливають швидкість обмінних процесів. Метаболізм має на увазі під собою хімічні реакції, що забезпечують життєдіяльність організму людини. Цей процес виконує три основні функції: видобуток енергії з їжі, синтез білків, жирів, вуглеводів та нуклеїнових кислот, а також виділення продуктів метаболізму. Для виконання всіх цих функцій потрібна енергія. Калорії, витрачені забезпечення базових процесів у організмі, ставляться до " основного обміну речовин " . Однак людина не перебуває у стані спокою весь час. Вчені стверджують, що на основний обмін речовин йде близько 65% енергії, у той час як решта йде на стан активності: роботу, заняття спортом, хобі та інше. Середнє значення добового споживання калорій для дорослої людини становить 35 ккал на кілограм ваги. Досить часто зустрічаються люди, які мають однакову вагу, але споживають різну кількість калорій. У науки є кілька варіантів пояснення такого явища. По-перше, людина, яка споживає, наприклад, на 30% більше калорій, швидше за все витрачає більше енергії на активний обмін речовин. Це може відбуватися за рахунок занять спортом, довгих піших прогулянок чи активних хобі. Другим чинником може бути здоров'я. Щитовидна залоза є одним із регуляторів обмінних процесів в організмі. Чим інтенсивніше виробляється тироксин, тим вищою буде швидкість метаболізму. Температура тіла також впливає обмін речовин. Збільшення температури на 0,5 градусів Цельсія прискорює метаболізм на 7%. З іншого боку, депресія, нестача кисню, тривале голодування, і навіть виснаження м'язів призводять до уповільнення обмінних процесів. Третім важливим чинником є ​​склад тіла. Справа в тому, що м'язи відрізняються більшою метаболічною активністю, ніж жирова тканина, тому на їх підтримку витрачається багато енергії. Таким чином, для прискорення метаболізму людині необхідно вести активний спосіб життя та збільшувати м'язову масу в організмі.

Інші цікаві новини:

▪ Вода з вітру

▪ Розвиток цивілізації змінив астероїд

▪ Вакуумна дорога зі швидкістю 1200 км/год

▪ Захищений планшет Dell Latitude 7212 Rugged Extreme Tablet

▪ Азотний алмаз

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Радіоаматорські розрахунки. Добірка статей

▪ стаття Введення у педагогічну діяльність. Шпаргалка

▪ стаття Як утворюються скам'янілості? Детальна відповідь

▪ стаття Вільгельм Вебер. Біографія вченого

▪ стаття Удосконалення регулятора частоти обертання трифазних асинхронних двигунів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Чудова нитка. Хімічний досвід

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024