Ремонт принтеров, сканнеров, факсов и остальной офисной техники


назад Оглавление вперед




[12]

больше отношение постоянной времени т фильтра к периоду 1ц. Поэтому по мере увеличения частоты входного сигнала и, следовательно, уменьшения гц уровень пульсаций напряжения и3 снижается.

Выходной усилитель предназначен для увеличения допустимого тока нагрузки ПЧН. Обычно в качестве такого усилителя исполь-1 зуется эмиттерный повторитель.

Преимуществами ПЧН рассматриваемого типа являются линейность зависимости его выходного напряжения от частоты входного сигнала, а также возможность реализации ПЧН при использовании относительно простых схемотехнических решений. Необходимо, однако, иметь в виду, что для обеспечения приемлемого (низкого) уровня пульсаций выходного напряжения в ПЧН необходимо применять фильтр с постоянной времени, величина которой должна на один - два порядка превышать продолжительность Цикла входного сигнала. Поскольку запаздывание изменения выходного напряжения ПЧН по отношению к изменению частоты входного сигнала определяется постоянной времени фильтра, применение ПЧН описываемого типа, как правило, возможно при частотах входного сигнала не ниже сотен герц. Если же частота входного сигнала не превышает десятков герц, то запаздывание изменения выходного сигнала увеличится до сотен миллисекунд и Даже единиц секунд, что в ряде случаев недопустимо.

Рис. 9. Формы сигналов ПЧН на базе формирователя выходного сигнала переменной скважности и фильтра низких частот: о и б - соответственно при низких и высоких частотах вращения контролируемого вала

I1»

Рис. 10. Схема одновибратора на базе логических элементов 2И - НЕ и формы сигналов


Основным элементом ПЧН рассматриваемого типа является формирователь сигнала переменной скважности, в качестве. которого обычно используют либо одновибратор (ждущий мультивибратор), либо дифференциатор сигналов, поступающих с выхода усилителя-ограничителя, в сочетании с интегратором, который при этом выполняет и функции фильтра.

ПЧН с одновибратором. Известно большое число самых различных схем одновибраторов, выполненных как с дискретными элементами, так и на базе аналоговых и цифровых интегральных микросхем [9, 10, 35]. Одной из наиболее простых является приведенная на рис. 10 схема одновибратора, выполненная на базе двух логических элементов типа 2И - НЕ и содержащая время-задающую дифференцирующую RC-цепь [9, 31].

2 0 -2 -4 -6 -в 40

8 1

Рис. 11. Изменение напряжения на времязадающем конденсаторе одновибратора:

1 - 8 - по схеме рис. 10 при различных постоянных времени цепи зарядки конденсатора; 4

по схеме рис. 12

В исходном состоянии одновибратора к входу 1 элемента Э1 подводится напряжение и1 с уровнем, соответствующим «логической 1», а пуск схемы осуществляется при подаче на вход 1 короткого импульса с уровнем напряжения Uo, соответствующим «логическому 0» (рис. 10).

В исходном состоянии напряжение ue на выходе 6 элемента Э2, являющееся одновременно и выходным напряжением 17ВЫХ одно-вибратора, равно уровню «логической 1». При этом и к входу 2 элемента Э1 подводится напряжение с уровнем «логической 1», чему соответствует открытое состояние транзистора VT1 данного элемента, обеспечивающее получение на его выходе 3 напряжения Us с уровнем, соответствующим состоянию «логического 0». Напряжение такого же уровня получается и на входах 4 и 5 элемента Э2, благодаря чему обеспечивается закрытие транзистора VT2. Поэтому, как указывалось выше, на выходе 6 элемента Э2 напряжение возрастает до уровня «логической 1».

Поступление в момент t1 на вход 1 элемента Э1 напряжения ио с уровнем «логического 0» приводит к увеличению напряжения из на выходе 3 элемента Э1 до уровня «логической 1». Такой характер изменения напряжения объясняется тем, что резистор R имеет значительно меньшее сопротивление по сравнению с резистором R1, и поэтому можно считать, что падение напряжения в резисторе R при прохождении через него тока зарядки конденсатора С близко к нулю.

Напряжение с уровнем «логической 1» в момент времени t1 через разряженный конденсатор С подводится к входам 4 и 5 элемента Э2, и, поскольку оно выше порогового напряжения (Люр, при котором происходит


изменение напряжения на выходе элемента Э2, данный элемент переходит в режим работы с открытым транзистором VT2. При этом уровень напряжения ивых соответствует состоянию «логического 0». Далее под действием напряжения и3 через резистор R1 осуществляется постепенная зарядка конденсатора С, в результате чего происходит соответствующее уменьшение напряжения 1ц5 на входах 4 и 5 элемента Э2.

Рис. 12. Схема одновибратора с большой продолжительностью импульса на базе логических элементов 2И - НЕ и формы сигналов

В момент времени t2 напряжение u4>5 снижается до значения ицор. При этом происходит закрытие транзистора VT2 и напряжение на выходе одновибратора возрастает до уровня «логической 1». В результате к обоим входам элемента Э1 оказывается подведенным напряжение с уровнем «логической 1», что обеспечивает открытие транзистора VT1 и быструю разрядку через его переход коллектор - эмиттер и диод VD конденсатора С. , После окончания процесса разрядки конденсатора одновибратор устанавливается в исходное состояние. Продолжительность импульса ги = t2 - t1 на выходе одновибратора определяется постоянной времени т=Я1С. Чем больше т, тем медленнее снижается напряжение На входах 4 и 5 элемента Э2 в процессе зарядки конденсатора С (рис. 11, кривые 1 - 3) и, следовательно, тем больший промежуток времени понадобится для снижения указанного напряжения до значения Unop.

В первом приближении продолжительность t импульса одно-Вибратора можно определить по формуле tK=RlC /п(ип/ипор) (где Un - напряжение питания одновибратора). При расчете по этой формуле получают несколько завышенные значения поскольку в ней не учитывается падение напряжения в выходной цепи логического элемента Э1 при прохождении через нее тока зарядки конденсатора С.

Стабильность в значительной степени зависит от постоянства напряжения ипор при изменении различных внешних факторов, например температуры элемента Э2. В этом отношении удовлетворительные показатели имеют логические микросхемы серии К511, для которых характерно Unop=6-8 В и температурная нестабильность ипор составляет не более 3 мВ/°С. Для микросхем серии К155 ,=0,84-1,2 В, а температурная нестабильность порогового напряжения примерно такая же, как и у микросхем серии К511 (3 мВ/°С). Вследствие этого нестабильность напряжения по отношению к его номинальному значению у микросхем серии К155 существенно больше, чем у микросхем серии К511. Соответственно хуже и стабильность tu при изменении температуры у одновибра-торов на базе логических схем серии К155.

В тех случаях, когда необходимо получить значение tw порядка сотен миллисекунд и даже секунд, может быть рекомендована схема одновибратора, приведенная на рис. 12 [34]. Этот одновиб-ратор выполнен на базе трех логических элементов типа 2И - НЕ, а его времязадающая цепь образована резистором R и конденсатором С. Исходное состояние одновибратора соответствует подведению к входу 2 элемента Э1 напряжения с уровнем «логической 1», а пуск схемы осуществляется при подаче на данный вход импульса с уровнем «логического 0» (рис. 12,6). В исходном состоянии уровень напряжения на выходе 9 элемента ЭЗ, являющегося также выходным напряжением одновибратора, соответствует состоянию «логической 1». При этом к обоим выводам элемента Э1 оказывается подведенным напряжение с уровнем «логической 1», вследствие чего напряжение на выходе 3 элемента Э1 снизится до уровня «логического О», а напряжение и6 на выходе 6 элемента Э2 увеличится до уровня «логической 1».

Под действием напряжения иб происходит быстрая зарядка конденсатора С, причем ток зарядки проходит через резистор R2 и переход база - эмиттер транзистора VT4. Этот транзистор остается открытым и после окончания зарядки конденсатора, поскольку его база через резистор R подключена к положительному полюсу



[стр.Начало] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41]