Получения правильных

Мультивибраторы. Для получения прямоугольных импульсов широко применяют мультивибраторы. Мультивибраторы выпу-

Для получения прямоугольных импульсов широко используют устройства, называемые релаксационными генераторами (релаксаторами) (от англ, relax — ослаблять, уменьшать напряжение). Релаксаторы, как и триггеры, относятся к классу спусковых устройств и основаны на применении усилителей с положительной обратной связью или электронных приборов с отрицательным сопротивлением, например туннельных диодов или тиристоров.

Мультивибраторы выполняются как на дискретных элементах, так и в интегральном исполнении. Мультивибраторы предназначены для получения прямоугольных импульсов заданной длительности, деления частоты следования импульсов, задержки выходных импульсов относительно импульсов запуска.

В отличие от диодных ключей, у которых "вход и выход непосредственно связаны между собой, транзисторные ключи позволяют осуществить разделение управляющей (входной) и управляемой (выходной) цепей, что часто необходимо на практике. Кроме того, транзисторные ключи обладают усилительными свойствами, а следовательно, возможностью получения прямоугольных импульсов с крутыми фронтами из синусоидального напряжения небольшой амплитуды.

Для получения прямоугольных импульсов заданной длительности и амплитуды часто применяют схему

ные) и двуполярные (двузначные) импульсы. Для получения прямоугольных импульсов постоянного тока широко применяются генераторы разрывных колебаний.

Для получения прямоугольных импульсов амплитуда входного напряжения должна во много раз превышать напряжения ограничения U1 и ?/2.

Для получения прямоугольных колебаний высокой частоты используются мультивибратор и блокинг-генератор. Прямоугольные импульсы характеризуются следующей зависимостью:

Одновибраторы используют в основном для получения прямоугольных импульсов большой длительности (десятки микросекунд — сотни миллисекунд), начало которых определяется коротким запускающим импульсом. Кроме того, одно-вибраторы применяют в качестве делителей частоты, устройств задержки и для других целей.

Для получения прямоугольных импульсов заданных длительности и амплитуды часто применяют схему одновибра-тора с эмиттерной связью ( 10.24). Схема содержит транзисторный ключ, в котором одна связь между каскадами осуществляется с помощью конденсатора С, а другая — общим резистором в цепи эмиттеров R3. В исходном устойчивом состоянии транзистор Т\ закрыт, а транзистор Т2 открыт и находится в режиме насыщения, так как через резистор RG проходит достаточно большой базовый ток /б2. За счет эмит-терного тока транзистора на общем резисторе R3 создается падение напряжения 17Э = 1э2Дэ с указанной на рисунке поляр-

Дифференциальные усилители как компараторы. Благодаря высокому коэффициенту усиления и стабильным характеристикам дифференциальный усилитель является основной составной частью компаратора- схемы, которая сравнивает входные сигналы и оценивает, какой из них больше. Компараторы используют в самых различных областях: для включения освещения и отопления, для получения прямоугольных сигналов из треугольных, для сравнения уровня сигнала с пороговым значением, в усилителях класса D и при импульсно-кодовой модуляции, для переключения источников питания и т. д. Основная идея при построении компаратора заключается в том, что транзистор должен включаться или выключаться в зависимости от уровней входных сигналов. Область линейного усиления не рассматривается - работа схемы основывается на том, что один из двух входных транзисторов в любой момент находится в режиме отсечки. Типичное применение с захватом сигнала рассматривается в следующем разделе на примере схемы регулирования температуры, в которой

Таким образом, мы приходим к выводу, что в общем случае результаты расчета приращения Д№„л и ЭМС Dqiia по (2.32) и (2.3) без замены нелинейной системы ее линейной моделью ошибочны. Для получения правильных результатов необходима замена нелинейной системы ее линейной моделью и определение приращения магнитной энергии АИ? и ЭМС Dq no уравнениям (2.7) и (2.3), справедливым для линейной модели.

Возможность получения правильных результатов по (2.32) и и (2.3) без замены нелинейной системы ее линейной моделью во втором частном случае подтверждается примером 2.4.

Эта сила полностью совпадает с действительной силой F —• — 228,9 Н, найденной по приращению магнитной энергии в линейной модели (см примеры 2.1, 2.2), что подтверждает возможность получения правильных результатов по (2.32) и (2.3) без замены нелинейной системы ее линейной моделью во втором частном случае, когда, как в данном примере, определяется сила, действующая на тело (верхнее полукольцо), окруженное со всех сторон магнитнолинейной средой (зазорами с ^2 = const). К такому же результату придем, выражая ЭМС, действующую на верхнее полукольцо, через приращение коэнергии нелинейной системы АЦ7'НЛ при перемещении в условиях i - const. Поступая таким же образом, как и в примере 2.3, и обращась к табл. 2.3 и уравнению (2.33), найдем: коэнергию системы до перемещения Wял ~ /Ф — и^нл = 7,052 Дж; коэнергию системы после перемещения (1У"НЛ)Н = <Фнл — ^нл = 6,492 Дж; приращение коэнергии при перемещении АГ'НЛ = (1Г„Л)Н — Г'Нл = — 0,560 Дж. Выражая ЭМС, действу ющую на верхнее полукольцо через ДИ7'НЛ по (2.13), получим

3. Для получения правильных значений приращений энергии и коэнергии необходимо заменить нелинейную систему ее линейной моделью и только после этого производить перемещение объема V в новое положение.

Здесь Г — генератор синусоидальных электрических колебаний, с необходимым для испытания частотным диапазоном; частоту и выходное напряжение этого генератора можно плавно изменять. Напряжение на выходе генератора, поступающее на вход испытуемого усилителя У, контролируют вольтметром переменного' тока Vi с нужной чувствительностью и нужным частотным диапазоном; нередко этот вольтметр имеется в генераторе. Для получения правильных результатов измерения генератор должен иметь выходное сопротивление много меньше сопротивления источника сигнала, от которого усилитель будет работать; для создания рабочих условий во входную цепь усилителя включают эквивалент сопротивления источника сигнала Ru, а иногда и эквивалент ёмкости источника Си, если это необходимо. К выходу усилителя подключают эквивалент нагрузки, состоящий из-активного .сопротивления RH, ёмкости Сн или того и другого, в зависимости от действительной нагрузки. Параллельно эквиваленту нагрузки включают вольтметр Vz, контролирующий выходное напряжение усилителя. Необходимо иметь в виду, что вольтметр V2 может заметно нагружать усилитель, а поэтому эквивалент нагрузки вместе с вольтметром должен иметь сопротивление, равное сопротивлению нагрузки усилителя в рабочих условиях. Если в рабочих условиях один из входных и один из выходных зажимов усилителя заземлены, в испытательной установке эти зажимы также заземляют.

Для получения правильных результатов измерения необходимо, чтобы время установления и спад измерительных импульсов, выдаваемых генератором Г, а также время установления и спад импульсного осциллоскопа были, по крайней мере, в «есколько раз меньше времени установления и спада испытуемого усилителя. Выброс фронта импульса генератора Г и импульсного осциллоскопа желательно иметь равным нулю, в худшем случае не более одного процента.

Для получения правильных результатов при измерении коэффициента гармоник необходим измерительный генератор с коэффициентом гармоник, по крайней мере, в несколько раз меньшим наименьшего коэффициента гармоник испытуемого усилителя, и; высокой стабильностью частоты.

Здесь Г — генератор синусоидальных электрических колебаний с необходимым для испытания частотным диапазоном; частоту и выходное напряжение этого генератора можно плавно изменять. Напряжение на выходе генератора, поступающее на вход испытуемого усилителя У, контролируют вольтметром переменного тока У! с нужной чувствительностью и нужным частотным диапазоном; нередко этот вольтметр имеется в генераторе. Для получения правильных результатов измерения генератор должен иметь выходное сопротивление много меньше сопротивления источника сигнала, от которого усилитель будет работать; для создания рабочих условий во входную цепь усилителя включают эквивалент сопротивления источника сигнала Ru, а иногда и эквивалент ёмкости источника Си, если это необходимо. К выходу усилителя подключают эквивалент нагрузки, состоящий из активного сопротивления /?„, ёмкости Сн или того и другого, в зависимости от действительной нагрузки. Параллельно эквиваленту нагрузки включают вольтметр У2. контролирующий выходное напряжение усилителя. Необходимо иметь в виду, что вольтметр Уо может заметно нагружать усилитель, а поэтому эквивалент нагрузки вместе с вольтметром должен иметь сопротивление, равное сопротивлению нагрузки усилителя в рабочих условиях. Если в рабочих условиях один из входных и один из выходных зажимов усилителя заземлены, в испытательной установке эти зажимы также заземляют.

Для получения правильных результатов измерения необходимо, чтобы время установления и спад измерительных импульсов, выдаваемых генератором /', а также время установления и спад импульсного осциллоскопа были, по крайней мере, в несколько раз меньше времени установления и спада испытуемого усилителя. Выброс фронта импульса генератора Г и импульсного осциллоскопа желательно иметь равным нулю, в худшем случае не более одного процента.

Для получения правильных результатов при измерении коэффициента гармоник необходим измерительный генератор с коэффициентом гармоник, по крайней мере, в несколько раз меньшим наименьшего коэффициента гармоник испытуемого усилителя, и высокой стабильностью частоты.

Заключительным этапом математического моделирования является проведение на ЭВМ серий вычислительных экспериментов с выдачей рекомендаций по усовершенствованию ТЭС ПП. С полученными результатами знакомятся проектировщики и специалисты энергетических служб цехов и промышленного предприятия в целом и дают свои предложения по усовершенствованию стратегии моделирования, учету дополнительных факторов, изменению принятых значений стоимостных показателей и т. д. С учетом этих замечаний повторяют моделирование ТЭС ПП до получения правильных результатов.