5
I - BOB Signallarni sinxron detektorlash usulida qayd qilishning asosiy
xossalari va sinxron detektorlarning ish rejimlari (adabiyotlar tahlili)
1.1. Sinxron detektorlarning umumiy xossalari.
Sinxron detektor atamasi zanjirdagi signal holati va parametri o’zgarishini
o’zi bilan sinxron ravishda olib keluvchi tayanch signali bilan tushuntiriladi.
Ba’zan sinxron detector, zanjir parametriga o’xshash kirish va tayanch signali bir
xil chastotaga ega bo’ladi, sinxron detektorning bu ish rejimi fazasezgirligini
ta’minlash rejimi deb ataladi. Sinxron detektorlar ba’zi hollarda o’lchanayotgan
kirish signalining ixtiyoriy chastotasida ishlaydi: sinxron detektor atamasi kirish
signali va zanjir parametrining sinxronligi emas ba’lki o’lchanayotgan kirish
signali chastotasiga bog’liq bo’lmagan, tayanch signali va zanjir parametrining
sinxronligi bilan aniqlanadi. Bunday aniqlashda o’lchanayotgan kirish signalining
ixtiyoriy chastotadagi xar xil ish rejimidagi sinxron detektorlarni qarab chiqishimiz
mumkin. Sinxron detektorlardan foydalanishda asosan fazasezgirligining
ta’minlanish sifati, yoki tayanch va o’lchanayotgan signal chastotalarining
tengligiga etiborga olinadi. Bizning ishimizda aynan fasasezgirligi ta’minlangan
rejimda ishlaydigan sinxron detektor, shuning uchun biz asosan shu rejimda
ishlaydigan detektorlarni qarab chiqamiz.
Sinxron detector bu kirish yoki o’lchanayotgan signal x(t) kattalik davriy
kattalik y(t) ga bog’liq bo’lmagan holatda ko’paytiriladi, vector kommutatsiyasi
deb ataladi.
z(t)=cx(t) y(t),
bu erda c-doimiy, sinxron detektorning parametri bilan aniqlanadi [1].
Ko’p hollarda sinxron detektorlash chiziqli elektr zanjirlari yordamida, parametri
yoki holati vaqt bo’yicha o’zgaruvchi tayanch signali y(t) uning vector
kommutatsiyasi bilan sinxronlash orqali amalga oshiriladi. Bazi hollarda vector
kommutatsiyasi bilantayanch signali teng bo’ladi. Sinxron detektorning zanjir
parametri o’lchanayotgan kirish signali parametriga bog’liq emas; sinxron
detektorning zanjir parametri tayanch signaliga sinxron ravishda o’zgaradi,
6
o’lchanayotgan signalga bog’liq bo’lmagan holda davriy vector kommutatsiyasini
tàshkil qiladi. Sinxron detektorning chiqish signali kattaligi o’lchanayotgan kirish
signali va vektor kommutatsiyasiga proportsional bo’lib, o’lchanayotgan kirish
signali va vektor kommutatsiyasi sinxron detektorning xossasini aniqlaydi. Vektor
kommutatsiyasi va kirish signali chastotasining ko’rinishiga bog’liq holda sinxron
detektorlar xar xil turlarda va xar xil rejimlarda ishlashi mumkin [2].
Sinxron detektorlarni vektor kommutatsiyasining ko’rinishiga qarab quyidagi
turlarga bo’lishimiz mumkin:
-vektor kommutatsiyasi garmonik sinusoidal, yoki sinxron detektorning zanjir
parametri vaqt oralig’ida sinusoidal qonun bo’yicha o’zgaruvchi.
- vektor kommutatsiyasi to’g’ri burchakli releyli, yoki sinxron detektorning
zanjir parametri vaqt oralig’ida sakrab o’tish qonuni bo’yicha o’zgaruvchi.
Garmonik sinxron detektorlar asosan chiziqli deb ataladi yoki vector o’lchovi
rejimida ishlovchi sinxron detektorlardir. “Garmonik sinxron detektor”lar atamasi
bir qancha asosiy xossalari sinxron detektorning- vektor kommutatsiyasi garmonik
sinusoidal, yoki sinxron detektorning zanjir parametri vaqt oralig’ida sinusoidal
qonun bo’yicha o’zgarishi bilan tushuntiriladi.
Releyli sinxron detektorning garmonik sinxron detektorlardan afzalligini
oddiy ko’rish mumkin. Sakrab o’tish qonuni bo’yicha o’zgaruvchi signallar releyli
qurilma bilan xarakterlanadi; shuning uchun vektor komutatsiyasi sakrab o’tish
qonuni bo’yicha o’zgaruvchi sinxron detektorlar va releyli ta’sir qiluvchi sinxron
detektorlar deb atalidi, yoki qisqacha releyli sinxron detektorlar deyiladi [3].
Sinxron detektorning kirishiga berilayotgan o’lchanadigan elektr signallar
juda xilma xil va belgilar bo’yicha tasniflangan bo’lishi mumkin.Sinxron
detektorning ish rejimida asosiy belgi kirish signali chastotasi bo’lishi mumkin,
bunda kirish signaliga nisbatan chastota, yoki vektor komutatsiyasi chastotasiga,
tayanch signali chastotasini moslashtirish muhim. O’lchanayotgan kirish signali
x(t) ning ko’rinishiga bog’liq bo’lmagan sinxron detektorning bu signal
chastotasini qayta tashkil qilishini, yoki o’lchanayotgan kirish signali chastotasini
qayta tashkil qiligichni ko’ramiz. Garmonik sinxron detector kirishiga sinusoidal
7
vektor kommutatsiyali sinxron burchak chastotasi
с
bo’lgan signal beramiz (1.1.1-
rasm a).
y(t)=Y
M
sin
c
t (1, 1)
O’lchanayotgan sinusoidal kirish signalining burchak chastotasi:
x(t)=X
m
sin(
t+
) (1, 2)
ikkita ifodani ko’paytirib quyidagini olamiz:
z(t)=c X
M
sin(
t+
) Y
M
sin
c
t
yoki hamma almashtirishlardan keyin:
z(t)=cX
M
Y
M
/2
cos(
t-
c
t+
)-cos(
t+
c
t+
)
(1, 3)
Releyli xossaga ega bo’lgan bitta yarim davrga ega sinxron detektorning
kirishiga vektor kommutatsiyasi to’g’ri burchakli sinusoidal o’lchanadigan kirish
signali beramiz (1, 2), (1-rasm b):
y(t)=Y
M
/2(1+sign sin
c
t). (1, 4)
U holda sinxron detektordan chiqish signali
z(t)=cX
M
sin (
t+
) Y
M
/2(1+sign sin
c
t).
hamma almashtirishlardan keyin:
z(t)=cX
M
Y
M
/2 sin (
t+
)+cX
M
Y
M
/2
k=1,3,5,...
1/k
cos(
t-k
c
t+
)-
cos(
t+k
c
t+
)
. (1, 5)
Ifoda (1,3)dan garmonik sinxron detektorning chiqish signali uning kirishiga
sinusoidal signal berilganda ikkita yonlama chastotadan tàshkil topadi, chastotalar
farqi va teng yig’indisi
va sinxron vector kommutatsiyasi
c
, yoki
z
=
с
ekanligini ko’rish mumkin. Ifoda (1,5)dan ko’rinadiki releyli sinxron detector ning
chiqish signali uning kirishiga sinusoidal signal berilganda cheksiz sondagi
yonlama chastotadan tàshkil topadi, chastotalar farqi va teng yig’indisi
va toq
garmonik chastotasi
с
to’g’ri burchakli vector kommutatsiyasi, uni Fur’e qatoriga
yoyganda olingan; shunday ekan releyli sinxron detektorning chiqish signali
chastotasi uchun quyidagini olamiz.
8
z
=
k
c
,
Bu erda k=1,3,5,....
Bitta yarim davrli sinxron detektorda vector komutatsiyaga doimiy
qo’shiluvchi va o’lchanayotgan kirish signali burchak chastotasi
ga, chiqish
signaliga o’zgaruvchan qo’shiluvchi kuzatiladi, yoki qo’shiluvchining ko’rinishi
sin(
t+
) [4].
1.1.1-rasm Sinxron detektor zanjirida (vektor kommutatsiyasi) vaqt bo’yich egri
chizig’i parametrining o’zgarishi: a-garmonik; b-releyli bitta yarim davrga ega
bo’lgan signallar.
Sinxron detektorga sinusoidal bo’lmagan davriy o’lchanadigan signal
beramiz, keltirilgan Fur’e qatoridan garmonikaning yig’indi ko’rinishi:
x(t)=
i=0
n
X
iM
sin(i
t+
i
) (1, 6)
U holda sinxron detektorning chiqishidan quyidagini olamiz:
9
z(t)=c
i=0
n
X
iM
sin(i
t+
i
) y(t).
Garmonik sinxron detector uchun sinxron burchak chastota
c
ifodasining chiqish
kattaligi ko’rinishga keladi:
z(t)=c
n
i=0
X
iM
sin(i
t+
i
) Y
M
sin
c
t,
yoki almashtirishdan keyin:
z(t)=cY
M
/2
n
i=0
X
iM
cos (i
t-
c
t+
i
) – cos (i
t+
c
t+
i
)
. (1, 7)
Iffoda (1.7) dan garmonik sinxron detector sinusoidal bo’lmagan kirish
signaliga chastotaviy almashtirgich bo’lib, uning chiqishida bir qancha farqli
qo’shiluvchi va kirish signali chastotasi yig’indisi kuzatiladi va vector
komutatsiyasining sinxron chastotasi ko’rinishi quyidagicha bo’ladi
z
=
i
c
.
Bularning xammasidan releyli sinxron detector chastotaviy almashtirgich
degan xulosaga kelishimiz mimkin. U garmonik sinxron detektordan farq qilib
kirish signali z(t),
i
k
c
ko’rinishdagi yonlama chastotadan tàshkil topadi, juft
bo’lmagan k
с
garmonik to’g’ri burchakli vector kommutatsiyadan iborat bo’ladi
[5]. Sinxron detektorlarning tarkibini qisqacha qarab chiqish asosidaxulosa qilish
mumkinki garmonik sinxron detektorlarning chiqish signali ikki yonlama chastota
xar biri i-garmonikali kirish signali, o’lchanayotgan signalning chastotalar farqi
va teng yig’indisi va sinxron detektorning sinxron chastotasi
с
, yoki
z
=
i
c
.
Releyli sinxron detektorning chiqishida ham signal yonlama chastotadan
tàshkil topadi, to’g’ri burchakli vector kommutatsiysi yoki chastotasi Fur’e
qatoriga yoyilganda yuqori garmonikadan iborat bo’ladi.
z
=
i
k
c
,
Bu erda k=1,3,5,... – vector kommutatsiysi garmonikasining tartibi [6].
Garmonik va releyli sinxron detektorlarni o’zaro solishtirganda biz
ko’rishimiz mumkinki garmonik sinxron detektorlarning chiqish signali kam sonly
chastotalardan tàshkil topadi, bundan qaysi u yoki bu qo’shiluvchi ekenligini
ajratish oson bo’ladi. Shunday qilib, qarmonik sinxron detektorlar yaxshi tanlov
hisoblanadi releyli sinxron detektorlar bilan taqqoslaganda. Sinxron detektorning
10
o’lchanayotgan kirish signali x(t) ning burchak chastotasi
va chiqish signali
vector kommutatsiyasi y(t) ning sinxron burchakli chastota
с
xar xil bo’ladi, yoki
sinxron detector xar xil rejimda ishlaydi.
Do'stlaringiz bilan baham: |