1.4. Fazasezgirligini to’g’irlagichli garmonik sinxron detektorlar
Yuqorida gapirilganidek sinxron detektorlarning asosiy ish rejimlaridan biri
bu fazasezgirligini to’g’irlash rejimidir yoki vector kommutatsiyasi chastotasi
с
qachonki o’lchanayotgan kirish signali chastotasi
ga teng bo’lganda.
To’g’irlagichli garmonik sinxron detektorga zanjir o’tkazuvchanligi vaqt bo’yicha
nosinusoidal (1.14) qonun bo’yicha o’zgaradigan o’lchanuvchi kuchlanish
beramiz:
u(t)=
i=0
n
U
iM
sin (i
c
t+
i
), (1.17)
yoki vektor kommutatsiyasi y(t) garmonik sinxron chastotalar
c
qatoridan va
doimiy qo’shiluvchi U
0
tàshkil topgan.
(1.14) va (1.17) ifodalarni bir biriga ko’paytirsak quyidagini olamiz:
i(t)=u(t) y(t)=
i=0
n
U
iM
sin (i
c
t+
i
) Y
M
sin
c
t,
yoki:
i(t)=Y
M
U
o
sin
c
t+U
1M
sin
c
t sin (
c
t+
i
)+sin
c
t
i=0
n
U
iM
sin (i
c
t+
i
)
.
Garmonik sinxron detektorlarning chiqish tokiga doimiy qo’shiluvchi:
I_=Y
M
U
1M
/2 cos
1
, (1.18)
yoki garmgnik suinxron detektorning sinusoidal sinxron vector kommutatsiyasi
garmonikaning nosinusoidal aktiv komponentasi (1.17) ifodadan aniqlanadi [13].
Demak, garmonik sinxron detektorlar fazasezgirligini to’g’irlash rejimida
o’lchanayotgan nosinusoidal signalning asosiy garmonikasi (kuchlanish yoki tok)
uchun fazasezgir detector bo’lib; bunday sinxron detektorlar yordamida xamma
garmonika va o’lchanayotgan signalning nosinusoidal doimiy qo’shiluvchilarining
ta’siridan xalos bo’lish mumkin.
Garmonik
sinxron
detektorlarning
xossalari
sinusoidal
vektor
kommutatsiyasi chastotasiga teng bo’lgan faqat bitta chastotadagi signalni qayd
qiladi, absolyut chastotani tanlab olishdagi uning katta afzalligidir. Garmonik
sinxron detektorlarning absolyut yoki ideal chastotani tanlashi muhim
17
xossalaridandir. O’lchanayotgan signaldagi nosinusoidal garmonikaning ta’siridan
toliq qutilish asosiy garmonika vetorini o’lchashda egri chiziqning yo’qotilishini
va xalaqit beruvchi signallarda bunday sinxron detektorlardan effektiv foydalanish
imkonini beradi.
Belgilab qo’yamiz releyli sinxron detektorlar qisman chastotaviy tanlash
xossasiga ega [14].
Sinxron detektorlarning fazasezgirligini to’g’irlash rejimida chiqish
signalaning foydali tàshkil etuvchisi diomiy qo’shiluvchi boladi.
Sinxron detektorning chiqish signalidagi o’zgaruvchan qo’shiluvchisi ularning
foydali doimiy qo’shiluvchisini ajratish detektorlashda olingan natija bo’ladi.
Buning uchun doimo, chiqishida faqat foydali qo’shiluvchini o’tkazuvchi va
o’zgaruvchan qo’shiluvchini kamaytiruvchi inertsion filtrlardan foydalaniladi.
Sinxron detektorlarning chiqish signalidagi o’zgaruvchan qo’shiluvchini to’liq
yo’qotish uchun uning chiqishida faqat cheksiz katta vaqt doimiysiga ega bo’lgan
tekislovchi filtrlardan foydalanish mumkin. Tekislovchi filtrlar vaqt doimiysining
chekli qiymatlarida garmonik sinxron detektorlarning chiqishida tokning uzilib
o’zgarishi yoki kuchlanishga o’zgaruvchan qo’shiluvchi bo’ladi, to’liq tekislovchi
filtr etishmaydi. Tekislovchi filtrlarda vaqt doimiysini tanlash etarlicha katta,
chiqish tokining uzilib o’zgarishi yoki garmonik sinxron detector kuchlanishi
uncha katta bo’lmagan ruxsat etilgan kattalikka ega bo’lishi mumkin. Tekislovchi
filtrlarning vaqt doimiysi xar doim chekli qiymatga, garmonik sinxron
detektorlarning chiqishida o’lchanayotgan signalning yuqori va asosiy
garmonikasiga tegishli bo’lgan, amplituda bo’yicha qoldiq pulsatsiya uncha katta
bo’lmagan qiymatga ega bo’ladi. Garmonik sinxron detektorlarning ideal
chastotaviy tanlovi faqat filtrlarning inertsionligi cheksizlikkacha ortganda etarli
bo’ladi, yoki ideal potensialli chastotaviy tanlov deyiladi [15].
O’lchanayotgan signalning nosinusoidal xamm garmonikasining to’liq
ta’siridan qutilish sharti qanoatlantirilsa vaqt bo’yicha sinxron detektorda
o’tkazuvchanlik zanjirining o’zgarishi qat’iy sinusoidal egri chizig’ida xech
qanday yo’qotish bo’lmaydi.
18
Zanjir o’tkazuvchanligini vaqt bo’yicha sinusoidal egri chizig’i formasining
og’ishga ta’sirini qisqacha qarab chiqamiz. Mayli zanjir o’tkazuvchanligi egri
chizig’i vaqt bo’yicha o’zgaradi, Fur’e qatoriga yoysak, yoki:
y(t)=
k=1
n
Y
kM
sin (k
t+
k
),
bu erda Y
kM
– amplitude k- zanjir o’tkazuvchanligi garmonikasi tartibi;
k
– faza.
Bunday noideal garmonik sinxron detektorning kirishiga sinusoidal
o’lchanadigan kuchlanish beramiz. U holda zanjirdagi tok:
i(t)=u(t) y(t)=U
M
sin (
t+
)
k=1
n
Y
kM
sin (k
t+
k
).
Bu erdan chiqish tokidagi diomiy qo’shiluvchi:
I_=U
M
Y
1M
/2 cos (
-
1
),
yoki o’lchanayotgan sinusoidal signalning o’tkazuvchanlik egri chizig’i formasi
sinusoidadan og’ishi o’lchash natijasi kamchiligiga kirmaydi.
Noedeal garmonik sinxron detektorning kirishiga nosinusoidal o’lchanuvchi
kuchlanish beramiz. U holda zanjirdagi tok:
i(t)=u(t) y(t)=
i=1
n
U
iM
sin (i
t+
i
)
k=1
n
Y
kM
sin (k
t+
i
).
Bundan tokka doimiy qo’shiluvchi:
I_=
i=k=1
n
U
iM
Y
kM
/2 cos (
i
-
k
). (1.19)
Bu ifodadan ko’rinadiki, zanjir o’tkazuvchanligi egri chizig’ining o’zgarishi
vaqt bo’yicha formasi sinusoidadan og’ishi chiqish tokiga doimiy qo’shiluvchi
nosinusoidal kirish signali, kirish signali garmonikasining aktiv komponentasining
yig’indisidan, sinxron detektorning o’tkazuvchanlik zanjiridagi vaqt bo’yicha
o’zgaruvchi sinxron garmonika egri chizig’idagi yo’qotilishi bilan aniqlanadi.
O’tkazuvchanlik zanjiridagi vaqt bo’yicha sinusoidal qonun bo’yicha
o’zgarishimavjud og’ishidan, yoki mavjud yuqori garmonikali egri chizig’ining
o’tkazuvchanligi o’zgarishi garmonik sinxron detektorning ideal potensial
chastotasini tanlash xossasini yo’qotadi deb xulosa qilish mumkin [16].
Ifoda
(1.19)dan
ko’rinadiki,
o’lchanayotgan
nosinusoidal
signal
garmonikasining i- tartibli ta’siri amplituda U
iM
, o’tkazuvchanlik zanjirining k-
19
tartibli garmonikasiga va bu garmonikalar
i
va
k
fazalarining o’zaro
bog’lanishiga bog’liq. Bundan garmonikalar sinxron ya’ni k=i bo’lishi kerak.
i-tartibli garmonikadan maksimal doimiy qo’shiluvchi:
I
-M k=i
=U
iM
Y
kM
/2.
Demak, U
iM
=
U
1M
Y
kM
=
Y
1M
dan kirish signalidagi i-tartibli garmonikadan
maksimal doimiy qo’shiluvchi:
I
-M k=i
=
U
1M
Y
1M
/2.
Sinxron detektorning i-tartibli kirish signali garmonikasiga chiqish tokidagi doimiy
qo’shiluvchining maksimal nisbiy qiymati:
I
-M k=1
/I_
1
=
U
1M
Y
1M
2/2U
1M
Y
1M
cos
1
=
/cos
1
.
Keltirilgan chiqish tokiga doimiy qo’shiluvchining maksimal nisbiy qiymati,
yani sinxron detektorning chiqish tokiga doimiy qo’shiluvchining maksimali
o’lchanayotgan signalning birinchi garmonikasidan, quyidagiga teng
I_
1M
=1/2U
1M
Y
1M
,
=I
-M k=i
/I
-1M
=
. (1.20)
Ifoda (1.20)dan ko’rinadiki, y(t) egri chiziqda uncha katta bo’lmagan
yo’qotishlarga o’lchanayotgan signal garmonikasining hatto etarlicha qiymatlarida
ham uning ta’sirini etiborga olmaslik mimkin [17].
Garmonik sinxron detektorlarning fazasezgirligini to’g’irlash rejimida chiqish
tokiga
doimiy
qo’shiluvchining
vector
kommutatsiyasi
yo’nalishidagi
o’lchanayotgan kuchlanish vektorining aktiv komponentasiga proportsionaldir:
I_=U
M
Y
M
/2 cos
.
O’lchanayotgan kirish kuchlanishi u
вх
(t) ikki qutbli koordinatalar sistemasida
sinxron detektor yordamida o’lchash mumkin, vektor kommutatsiyasi
burchakka
buriladi, ya’ni vektor kommutatsiya:
y(t)=Y
M
sin (
c
t+
),
chiqish toki esa:
i(t)=Y
M
sin (
c
t+
) U
M
sin (
c
t+
)=Y
M
U
M
/2 – Y
M
U
M
/2 cos2 (
c
t+
).
20
Bundan sinxron detektorning chiqish tokiga doimiy qo’shiluvchi o’lchanayotgan
kuchlanish vektori U
M
moduliga proportsional bo’lib, siljish fazasi
burchak
(o’lchanayotgan signal vektori argumenti) vektor kommutatsiyasi burulishidan
foydalanganda graduslovchi fazasozlagich sanaladi.
Kirish signali vektorini garmonik sinxron detector yordamida va to’g’ri
burchakli koordinatalar sistemasida o’lchash mumkin. Bundan sinxron
detektorning chiqish toki:
i’(t)=Y
M
U
M
/2 sin
+Y
M
U
M
/2 sin (2
c
t+
),
yani chiqish tokiga doimiy qo’shiluvchi o’lchanayotgan signalning vektor
komponentasining kvadrat bilan ifodalangan kattaligi yoki tashqi tasirga javob
berishi bilan aniqlanadi [18].
Ifodadan ko’rinadiki, garmonik sinxron detektorlarning chiqish signali, bu
signal vektor kommutatsiyasi amplitudasi Y
M
va o’lchanayotgan kirish signali
kattaligi bilan aniqlanadi.
Demak, o’lchash jarayonida sinusoidal vektor kommutatsiyasi Y
M
ning
amplitudasini o’zgarmas bolishligini ta’minlash kerak, bu garmonik sinxron
detektorning aniqlangan kamchiligi bo’ladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |