Reja: O‘zgarmas kuchlanish rostlagichlari. Rostlagichlarning sinflanishi

Ma’ruza № 12
Mavzu: Analog (uzluksiz) va diskret rostlagichlar. Signallarni kvаntlash.
Reja:
1.O‘zgarmas kuchlanish rostlagichlari.
2.Rostlagichlarning sinflanishi.
3.Kvantlash va kodlash operatsiyasi.
Tayanch so‘z va iboralar: stabilizator, kompensatsion stabilizator, drossel, kondensator, tranzistor, mikrosxemalar, integral mikrosxemalar, rostlovchi element, kuchaytiruvchi element


1.O‘zgarmas kuchlanish rostlagichlari.
Kuchlanish yoki tok stabilizatorlari, deb taminot kuchlanishi, tarmoq chastotasi, atrof-muhit temperaturasi va boshqalar o‘zgarganda yuklamadagi tok va kuchlanishni qiymat bo‘yicha o‘zgarmas ushlab turuvchi qurilmaga aytiladi.
Ishlash prinsipiga ko‘ra, stabilizatorlar parametrik, kompensatsion va impulsli stabilizatorlarga ajratiladi. Stabilizatorlar chiqish kuchlanishining nostabilligi bo‘yicha, stabillash prinsipi bo‘yicha, stabillash diapazoni bo‘yicha, temperaturaviy koeffitsienti bo‘yicha baholanadi.
Kirishdagi nostabillik quyidagicha aniqlanadi:

CHiqishdagi nostabillik quyidagicha aniqlanadi:

YUklamadagi tok nostabilligi quyidagicha aniqlanadi:

- stabilizator kirishidagi kuchlanishning o‘zgarishi; - stabilizator chiqishidagi kuchlanish o‘zgarishi; – yuklama tokining o‘zgarishi.
Kuchlanish stabilizatorining stabillash koeffitsienti quyidagicha aniqlanadi (I_ro=const bo‘lganida):

Stabillash koeffitsienti qancha katta bo‘lsa, kuchlanishni stabillash sifati shuncha yaxshi bo‘ladi. Nochiziqli elementlarning xossalaridan foydalanib kuchlanish (tok) ni stabillashni amalga oshiradigan stabilizatorlar parametrik stabilizatorlar deyiladi. Parametrik stabilizatorlarda kirish kuchlanishining yoki yuklama tokining o‘zgarishi bevosita nochiziqli elementga ta’sir qiladi. CHiqish kuchlanishining (yoki yuklama tokining) talab qilingan qiymatdan o‘zgarishi nochiziqli element VAXining nochiziqliligi darajasi orqali aniqlanadi. Nochiziqli elementlar sifatida o‘zgaruvchan kuchlanish (tok) stabilizatorlarida drossellar o‘zgarmas kuchlanish (tok) stabilizatorlarida esa stabilitron, stabistor va maydoniy tranzistorlar qo‘llaniladi.
O‘zgaruvchan kuchlanishni parametrik stabillash o‘zgaruvchan tok uchun nochiziqli VAXga ega bo‘lgan nochiziqli elementlar yordamida amalga oshiriladi. Bunday tavsifga magnit o‘tkazgichi to‘yinish rejimida ishlovchi drosselga ega bo‘lib (1-rasm), bunda magnit o‘tkazgichning to‘yinishiga mos keluvchi a-b oraliq drosselning ish oralig‘i hisoblanadi.
Sxemada to‘yingan drossel L2 Z_yu yuklamaga parallel ulanadi. Ballast qarshilik sifatida VAXi chiziqli bo‘lgan L1 drossel qo‘llaniladi. Sxemaning ishlash prinsipi quyidagicha: Ukir kirish kuchlanishi o‘zgarganda Uchiq chiqish kuchlanishi va L1 chiziqli drosseldagi kuchlanish ortadi. L2 to‘yingan drosseldagi tok keskin ortadi. Lekin bunda L1 drosseldagi kuchlanishning pasayishi ortadi, L2 drosseldagi va Z_yu yuklamadagi kuchlanish sezilarsiz ortadi.

1-rasm. O‘zgaruvchan kuchlanish parametrik stabilizatorning sxemasi
a) va drosselning VAXi (b)
Eng oddiy o‘zgaruvchan kuchlanish parametrik stabilizatorining afzalligi oddiyligi bo‘lsa, uning kamchiliklari FIKning kichikligi (0,4...0,6), stabillash koeffitsientining kamligi (Kst<10), shuningdek, og‘irligi hisoblanadi.
Ferrorezonansli stabilizatorlarda to‘yinish rejimida ipshovchi L2 drosselga C kondensator parallel ulanadi. L2c konturning rezonans chastotasi stabillanuvchi kuchlanish chastotasiga yaqin, lekin teng emas.
O‘zgaruvchan kuchlanish ferrorezonansli stabilizatorning ishlash prinsipini 2.b-rasmda tasvirlangan L2 drosselning va C kondensatorning VAXlaridan foydalangan holda tushuntirish mumkin. UL2 va UC kuchlanishlarni geometrik qo‘shish natijasida L2C konturdagi kuchlanishning egri chizig‘ini olamiz. Kichik kirish kuchlanishda drossel to‘yinmagan, uning induktivligi katta va natijaviy egri chiziq sig‘im xarakteriga ega bo‘ladi (2.b-rasm, 0-v). L2C konturdagi toklar rezonansida (v nuqta) L2C konturdagi natijaviy tok nolga teng bo‘ladi. Kirish kuchlanishining keyingi o‘zgarishida induktiv xarakterga ega bo‘ladi (v-b). Tavsifning bu oralig‘ida tok keskin o‘zgaradi, konturdagi, ya’ni yuklamadagi kuchlanish esa sezilarli o‘zgarmaydi.

a) 6)
2-rasm. Ferrorezonansli kuchlanish stabilizatorining prinsipial sxemasi (a) va BAX i (b)
Ferrorezonansli stabilizatorlarning afzalliklari quyidagilardan iborat:
-yuqori FIK (0,85-0,9) va yuqori quvvat koeffitsienti (0,9 gacha);
-kuchlanish bo‘yicha yuqori stabillash koeffitsienti;
-quvvatning keng diapazoni;
-uzoq xizmat muddati;
-qurilmaning soddaligi va ishonchliligi;
-mexanik ta’sirlarga barqarorligi.
Kamchiliklari esa quyidagilardan iborat;
-reaktiv qarshiliklarning chastotaga bog‘liqligi uchun kirish kuchlanishi o‘zgarganda chiqish
kuchlanishining sezilarli o‘zgarishi;
-elektromagnit halaqitlarning mavjudligi;
-massa va hajmning kattaligi;
-yuklamadagi stabillangan kuchlanish shaklining buzilishi.
O‘zgarmas kuchlanish parametrik stabilizatorlarida nochiziqli elementlari sifatida stabilitronlar, stabistorlar va maydoniy tranzistorlar qo‘llaniladi. VD stabilitronda yig‘ilgan parametrik stabilizatorning prinsipial sxemasi 3-rasmda keltirilgan bo‘lib, R_6 ballast rezistorning qarshiligi shunday tanlanadiki, undagi kuchlanishning pasayishi (0,5...3) Uro ni tashkil qilishi kerak. Kirish kuchlanishi ortganda Uchiq kuchlanish ortadi. Lekin VD stabilitrondagi uncha katta bo‘lmagan AUcT kuchlanishning o‘zgarishi undagi tokning keskin ortishiga olib keladi. Bunda R_6 rezistordagi kuchlanishning pasayishi ortadi, Ryu yuklamadagi kuchlanish esa sezilarsiz o‘zgaradi. Stabilizator kirishidagi Ukir kuchlanishning o‘zgarishi Ro ballast rezistordagi kuchlanishning va stabilitrondagi kuchlanishning o‘zgarishi yig‘indisiga teng:
Ballast rezistorining qarshiligi stabilizator qarshiligidan ancha katta (R6>>Rd) ekanligini etiborga olsak, y holda kirish kuchlanishining har qanday o‘zgarishi stabilitronning RcT qarshiligida ajraladi va yuklamadagi kuchlanish o‘zgarishsiz qoladi. Bu sxemaning kamchiliklariga FIKning kichikligi (0,3) stabilizatorning katta ichki qarshiligi (5...20 Om) va chiqish kuchlanishining kichik diapazonga egaligini kiritish mumkin. Stabilizatorning afzalliklari esa oddiyligi, ishonchliligi, hajmining va massasining kichikligidir.

3-rasm. Stabilitronda yig‘ilgan parametrik stabilizator sxemasi (a) va stabilitronning VAXi (b)
O‘zgarmas tok parametrik stabilizatorlari toki unga qo‘yilgan kuchlanishga sezilarli bog‘liq bo‘lmagan nochiziqli elementlarda yig‘iladi. Bunday element sifatida maydoniy tranzistorlar qo‘llaniladi (4-rasm). Maydoniy tranzistorlarda U_H=const bo‘lganda Ic sezilarli o‘zgarmaydi.

4-rasm. Maydoniy tranzistor VAXi (a) va maydoniy tranzistorda yig‘ilgan parametrik stabilizator sxemasi (b)
Kompensatsion stabilizatorlar berk avtomatik rostlash tizimi bo‘lib, ularda tok rostlovchi elementdan uzluksiz yoki uzlukli bo‘lib oqib o‘tadi. Rostlash uslubi bo‘yicha kompensatsion stabilizatorlar ketma-ket va parallel turlarga bo‘linadi.
Kompensatsion stabilizatorlar o‘z sxemasida o‘lchovchi element va rostlovchi elementiga ega bo‘ladi. Kompensatsion kuchlanish stabilizatorlari asosan tranzistorlarda yoki tiristorlarda yig‘ilishi mumkin. Rostlovchi elementi ketma-ket ulangan kompensatsion stabilizatorning tuzilish sxemasi 5-rasmda keltirilgan.

5-rasm. Kompensatsion stabilizatorning tuzilish sxemasi.
(RE - rostlovchi element, O‘E - o‘lchovchi element, KE - kuchaytiruvchi element)

CHiqishdan kuchlanish o‘lchovchi elementga beriladi, unda etalon kuchlanish bilan taqqoslanadi, agar kuchlanish etalonidan farq qilsa, farq signali paydo bo‘ladi, y kuchaytiruvchi elementda kuchaytiriladi va rostlovchi elementga beriladi. CHiqish kuchlanishi ortganda rostlovchi elementning qarshiligi ortadi, rostlovchi elementda kuchlanishning pasayishi ortadi va chiqishdagi kuchlanish stabillanadi. Sxemada kompensatsion stabillash manfiy teskari aloqa hisobiga rostlovchi kuchlanish orqali avtomatik ravishda amalga oshiriladi.Kompensatsion stabilizatorlarda stabillash teskari aloqa zanjiri orqali chiqish kuchlanishi yoki toki o‘zgarishining rostlovchi elementga ta’siri hisobiga amalga oshiriladi. Kompensatsion tranzistorli stabilizatorning oddiy prinsipial sxemasi keltirilgan. Bu sxemada VT1 tranzistor rostlovchi element hisoblanadi. YUklamada chiqish kuchlanish ortganida VT1 tranzistor bazasidagi potensial uning emitteriga nisbatan ortadi. Tranzistorning qarshiligi ortadi, undagi kuchlanishning pasayishi ortadi va chiqishdagi kuchlanish dastlabki qiymatiga qaytadi.

6-rasm. Kompensatsion tranzistorli stabilizatorlarning oddiy
prinsipial sxemasi


Kuchaytiruvchi tranzistorli kompensatsion tranzistorli stabilizatorning prinsipial sxemasi 7-rasmda keltirilgan. VT1 tranzistor bazasi va emitteri orasidagi kuchlanish R3 R4 bo‘lgichdagi kuchlanish va VD1 stabilizatordagi tayanch kuchlanish farqi orqali olinadi. Tayanch kuchlanishi bo‘lgich kuchlanishidan katta, shuning uchun VT2 tranzistor ochiq bo‘ladi. Agar chiqish kuchlanishi o‘zgarmas bo‘lsa, VT2 tranzistor kollektor toki o‘zgarmas bo‘ladi va kuchlanish kollektor yuklamasidan VT1 tranzistorga beriladi. Agar kirish kuchlanishi o‘zgarsa VT2 tranzistor kollektor yuklamasidagi kuchlanish o‘zgaradi, VT1 tranzistor ichki qarshiligi o‘zgaradi, undagi kuchlanishning pasayishi o‘zgaradi.

7-rasm. Kuchaytiruvchi tranzistorli kompnsatsion tranzistorli
stabilizatorning prinsipial sxemasi.
(VT1 - rostlovchi element, VT2 kuchaytiruvchi element.)

Hozirgi vaqtda aloqa apparaturalarida integral mikrosxemalarda yig‘ilgan uzluksiz rostlovchi stabilizatorlar keng qo‘llanilmoqda. K142EH1,2 turdagi integral stabilizatorlar 3 dan 30 B gacha chiqish kuchlanishini ta’minlashi mumkin. Bunda integral mikrosxemaga qator diskret elementlar ulanadi (8-rasm). K142EH3 va K142EH4 turdagi integral stabilizatorlar chiqish kuchlanishining 3... 30 B diapazonini olishni ta’minlaydi. Bunda ruxsat etilgan maksimal tok 1 A ni, maksimal quvvat esa 1,4 Vt ni (radiatorsiz) tashkil qiladi. K142EH5A va K142EN5B turdagi integral mikrosxemalar bir nominaldagi 5 B va 6 B kuchlanishlarni olinishini ta’minlaydi. Bunda ruxsat etilgan maksimal tok 3 A ni, maksimal quvvvat esa 1, 2 Vt ni (radiatorsiz) tashkil qiladi. KP142EH6 turdagi integral stabilizatorlar + 5... + 25 diapazondagi ikki qutbli chiqish kuchlanishini olish imkoni beradi. Bunda yuklama toki 0,2 A ni tashkil qiladi. KP142EH8 va KP142EH9 turdagi integral stabilizatorlar 1,5 A yuklama tokida 9,12,15,20,24,27 B nominallardagi chiqish kuchlanishlarini olishni ta’minlaydi. Keyingi vaqtlarda chiqish kuchlanishi rostlanadigan KP142EH12, KP142EH14, KP142EH18 KP1151EH1 va bir nominal chiqish kuchlanishini buruvchi KP142EH15 seriyalardagi integral stabilizatorlar yaratildi.

Agar integral mikrosxemalar talab qilingan yuklama tokini ta’minlay olmasa, ularga tashqi rostlovchi tranzistor ulanishi mumkin. Qo‘shimcha tranzistorli K142EH1 integral mikrosxema bazasida yig‘ilgan stabilizator sxemasi keltirilgan.

8-rasm. K14EH1 integral mikrosxema bazasida yig‘ilgan qo‘shimcha
tranzistorli stabilizator sxemasi.
Afzalliklari:
- kichik gabarit va og‘irlik;
- yuqori ishonchlilik;
- xizmat muddatining uzoqligi
Kamchiliklari:
- kichik FIK;
- atrof-muhit temperaturasiga bog‘liqligi.
- ortiq yuklanishlar va kuchlanishlarga sergaklik.