popsat činnost základních zapojení převodníků U-f a f-u samostatně změřit zadanou úlohu

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "popsat činnost základních zapojení převodníků U-f a f-u samostatně změřit zadanou úlohu"

Luboš Slavík
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 7. Převodníky - f, f - Čas ke studu: 5 mnut Cíl Po prostudování tohoto odstavce budete umět popsat čnnost základních zapojení převodníků -f a f- samostatně změřt zadanou úlohu Výklad 7.. Převodníky - f Napětím řízené generátory tvarových kmtů (převodníky napětí - frekvence) mají šroké použtí v řídcích měřcích obvodech výkonových měnčů. Mohou například vytvářet časovou základnu pro řídcí obvody pulzních měnčů nebo střídačů. Další použtí je možné ve snímačích napětí a proudu s frekvenční modulací. Převodník - f je také základním stavebním prvkem fázového závěsu. Obr. 3 Převodník napětí - frekvence Převodník na obr. 3 je sestaven z ntegrátoru a komparátoru, které jsou vzájemně propojeny zpětnou vazbou. Tato zpětná vazba řídí přepínání vstupního napětí na ntegrátoru. Ten se pak v jedné půlperodě chová jako nvertující a v druhé jako nenvertující. eferenční napětí 0 (společný bod 8 a 9 ) pro komparátor je dáno pro kladné výstupní napětí velkostí Zenerova napětí dody D 3, prahovým napětím D a přechodem B-C tranzstoru T. Pro záporné napětí je to Zenerovo napětí D, a prahové napětí dod D a D 3. Pro symetrcký výstupní průběh musí být referenční napětí v obou polartách stejná. K překlopení komparátoru dochází v okamžku, kdy napětí ntegrátoru dosáhne hodnoty referenčního napětí, takže 0 (obr. 3). 3

Mohou například vytvářet časovou základnu pro řídcí obvody pulzních měnčů nebo střídačů. Další použtí je možné ve snímačích napětí a proudu s frekvenční modulací.

2 Obr. 3 Výstupní průběhy napětí převodníku - f Podmínkou lneární závslost výstupního kmtočtu na vstupním napětí je nabíjecí proud kondenzátoru. Ten musí být pro nabíjení vybíjení stejný. Př kladném výstupním napětí komparátoru je tranzstor T sepnut a společný bod odporů 3 a je uzemněn. Pro napětí na odporu platí a pro nabíjecí proud kondenzátoru x kde x I C I x Př záporném výstupním napětí je tranzstor T vypnut, takže pro nabíjecí proud bude platt x ( x) I C Protože I C I C- platí: x x ( ) 3 úpravou 3 x x Př respektování této podmínky je možno odvodt vztah pro výstupní kmtočet. Napětí na výstupu ntegrátoru (vz. obr. 3) dt (0) C pro T t je 0, (0) 33

Pro napětí na odporu platí a pro nabíjecí proud kondenzátoru x kde x I C I x Př záporném výstupním napětí je tranzstor T vypnut, takže pro nabíjecí proud bude platt

3 x T dosazením C a úpravou f T x C Převodníky f - Převodníky frekvence - napětí jsou obvykle založeny na výpočtu střední hodnoty napětí, které je tvarováno na mpulsy s konstantní šířkou a ampltudou. V nejjednodušším případě získáme střední hodnotu jako výstupní sgnál C fltru. Aby zvlnění výstupního sgnálu bylo omezeno na přjatelnou hodnotu, musí mít fltr značnou časovou konstantu. Tento prncp je tedy možno použít pouze pro nenáročné aplkace. Lepších výsledků je možno dosáhnout použtím elektronckého fltru z obr. 33. Ze vstupního napětí jsou monostablním obvody MKO a MKO tvarovány sgnály A a B. Ze sgnálu B jsou průchodem přes tranzstory T a T vytvořeny mpulzy s konstantní ampltudou 0 a šířkou T 0, jejchž frekvence je shodná s frekvencí vstupního napětí. Střední hodnota napětí C se vytváří regulační smyčkou tvořenou ntegrátorem OZ a analogovým pamětm AP, AP, které vzorkují výstupní sgnál ntegrátoru na konc každé perody. Tím je dosaženo dokonalé fltrace výstupního napětí F. V ustáleném stavu je střední hodnota vstupního napětí ntegrátoru ( A - F ) nulová, takže platí F 0 T0 f. Výstupní napětí je tedy přímo úměrné vstupní frekvenc. Integrační časová konstanta určuje rychlost převodníku a je nutno j zvolt podle nejnžší převáděné frekvence τ. Př mnmální vstupní frekvenc se doba převodu rovná perodě vstupního f mn sgnálu, u vyšších frekvencí doba převodu zahrnuje několk perod vstupního sgnálu. Převodník f - na obr. 33 je doplněn zeslovačem s nastavtelným zesílením OZ, kterým je možno převodník zkalbrovat. OZ3 pracuje jako nvertor. Výstupy obou těchto zeslovačů vstupují do analogového multplexoru, kde je podle směru otáčení motoru (sgnál EV) vybrán jeden z nch. Výstupní sgnál pro opačný směr otáčení se lší pouze ve znaménku. Zadání ) předloženého vzorku převodníku - f a) změřte převodní charakterstku f F() pro vstupní napětí 0 - V b) změřenou závslost vyneste grafcky a zhodnoťte lneartu převodníku c) zakreslete průběhy napětí na výstupu ntegrátoru a komparátoru měřeného převodníku ) předloženého vzorku převodníku f- a) zjstěte rozsah měřených frekvencí a v tomto pásmu změřte převodní charakterstku b) změřenou závslost vyneste grafcky a zhodnoťte lneartu převodníku c) zakreslete průběhy napětí v označených bodech zapojení 3) obou vzorků určete možnost použtí v elektrckých pohonech 3

V nejjednodušším případě získáme střední hodnotu jako výstupní sgnál C fltru. Aby zvlnění výstupního sgnálu bylo omezeno na přjatelnou hodnotu, musí mít fltr značnou časovou konstantu.

4 Obr. 33 Zapojení rychlého převodníku f - 35

5 Obr. 3 Průběhy napětí v označených bodech převodníku f - 36

Podobné dokumenty

1 Elektrotechnika 1. 9:00 hod. G 0, 25

1 Elektrotechnika 1. 9:00 hod. G 0, 25 A 9: hod. Elektrotechnka a) Napětí stejnosměrného zdroje naprázdno je = 5 V. Př proudu A je svorkové napětí V. Vytvořte napěťový a proudový model tohoto reálného zdroje. b) Pomocí přepočtu napěťových zdrojů