Устройствах преобразования

Ферриты с высокой проницаемостью (н-вач > ЮОО -г- 2000) при работе в слабых полях имеют преимущества (меньшие tg б и потери) перед низконикелевыми пермаллоями тонкого проката и электротехническими сталями. Никельцинковые ферриты с проницаемостью ,инач= = 200ч-600 находят применение на более высоких частотах и в более сильных полях, чем ферриты с высокой проницаемостью. При жестких требованиях к величине нелинейных искажений лучше использовать марганеццинковые ферриты, а в устройствах с подмагничиванием — лучше Никельцинковые. Ферриты с проницаемостью в десятки единиц применяют в устройствах, предназначенных для высокочастотной чае-ти спектра радиочастот.

Паровые турбины. Преобразование внутренней энергии пара в механическую (вращательную) осуществляется в турбине. Ее работа основана на расширении потока пара в сопловых направляющих устройствах, предназначенных для увеличения скорости прохождения пара при некотором снижении его давления, и подаче струи пара в канал, образованный лопатками рабочего колеса турбины. Направление движения струи пара изменяется, в результате

Вращающиеся трансформаторы широко применяют в автоматических и вычислительных устройствах, предназначенных для решения геометрических и тригонометрических задач, выполнения различных математических операций, построения треугольников, преобразования координат, разложения и построения векторов и пр. В системах автоматического регулирования их используют в качестве измерителей рассогласования, фиксирующих отклонение системы от некоторого заданного положения.

Назначение. Вращающимися трансформаторами называют электрические микромашины переменного тока, преобразующие угол поворота ротора 9 в напряжение, пропорциональное этому углу или некоторым его функциям. Эти машины широко применяют в автоматических и вычислительных устройствах, предназначенных'для решения геометрических и тригонометрических задач, выполнения различных математических операций, построения треугольников, преобразования координат, разложения векторов и пр. В системах автоматического регулирования их используют в качестве измерителей рассогласования, фиксирующих отклонение системы от некоторого заданного положения.

В пороговых устройствах, предназначенных для обработки коротких импульсов, применяют запоминающий элемент, например конденсатор. На 9.7 показана схема пикового детектора с запоминающим конденсатором С в цепи отрицательной обратной связи. Когда регистрируемое напряжение на входе превышает напряжение на конденсаторе С, выходной потенциал нарастает и через диод Д быстро заряжает конденсато При входных импульсах меньшей амплитуды выходной потенциал понижается до уровня t/вых, поэтому диод Д не отпирается и заряд конденсатора С остается прежним, соответствующим пиковой амплитуде входного импульса. Время разряда конденсатора определяется входным током ИКН. При конденсаторах малой емкости (менее 1 мкФ) устройство самовозбуждается при достижении входным импульсом пикового значения.

Собственные шумы полупроводниковых приборов оказывают такое же влияние на работу различных радиотехнических устройств, как и собственные шумы "электронных ламп (см. гл. 5). Особенно существенно влияние собственных шумов в устройствах, предназначенных для преобразования сигналов малых амплитуд: в смесителях на входе радиоприемных устройств, во входных ступенях усилителей и т. п.

На практике "транзисторные блокинг-генераторы с индуктивным управлением используют сравнительно редко, так как с изменением температуры и нагрузки длительность импульса в них изменяется в больших пределах, чем в устройствах с хронирующим конденсатором, что обусловлено зависимостью параметров транзистора PN и т„, а также проницаемости ц.д ферромагнитного сердечника от температуры. В схемах, предназначенных для формирования импульсов длительностью 1Ъ > т„, в основном сказывается влияние $N и цд. Поэтому использование схемы с индуктивным управлением в устройствах, предназначенных для формирования длинных импульсов и работающих на постоянную нагрузку, вполне оправдано. При /„ > т„ индуктивность намагничивания определяется следующей упрощенной формулой:

В устройствах, предназначенных для усиления высокочастотного гармонического колебания, без преобразования частоты, стремятся соответствующим выбором режима работы подчеркнуть амплитуду первой гармоники /4. При этом высшие гармоники, а также постоянная составляющая отсеиваются с помощью частотного фильтра. То же самое относится к амплитудным ограничителям резонансного типа.

Собственные шумы полупроводниковых приборов оказывают такое же влияние на работу различных радиотехнических устройств, как и собственные шумы "электронных ламп (см. гл. 5). Особенно существенно влияние собственных шумов в устройствах, предназначенных для преобразования сигналов малых амплитуд: в смесителях на входе радиоприемных устройств, во входных ступенях усилителей и т. п.

Регулирование индуктивности подмагничиванием применяется в устройствах, предназначенных для автоматической подстройки частоты колебательных контуров или изменения полосы пропускания фильтров. Аналогичные устройства используются и для автоматической корректировки формы сигналов. В отдельных случаях ток подмагничивания используют для дистанционной настройки

Магнитно-мягкие материалы обладают круто поднимающейся основной кривой намагничивания и относительно малыми площадями гистерезисных петель. Их применяют в устройствах, предназначенных для работы при периодически изменяющемся магнитном потоке (трансформаторы, электродвигатели, генераторы, индукторы, индуктивные катушки и т. п.).

Электромагниты находят применение в информационно-измерительной технике как коммутирующие элементы в цифровых приборах (в устройствах ввода поправок для переключения сопротивлений в делителях пороговых схем, переключения или сдвига опорного напряжения, в блоках управления и в измерительных схемах приборов, основанных на методе уравновешивающего преобразования, в устройствах преобразования величины г, код и т. п.) и в информационно-измерительных системах.

Высокие требования к точности и стабильности параметров предъявляются также в устройствах преобразования аналоговой информации в дискретную и наоборот. Хотя ошибка дискретности может быть исчезающе малой, аппаратурные ошибки могут внести существенные искажения в полезную информацию.

По мере развития техники в системах автоматики все большее значение приобретают устройства хранения и преобразования дискретной информации. Для хранения дискретной информации основным средством остаются и по имеющимся прогнозам будут оставаться в ближайшее десятилетие МОЗУ — магнитные оперативные запоминающие устройства, в которых для хранения информации используются матрицы тороидальных магнитных сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса. В устройствах преобразования информации все большее применение получают полупроводниковые элементы, и особенно интегральные микросхемы. Однако наряду с развитием полупроводниковой микроэлектроники происходят существенные сдвиги и в технике устройств преобразования информации, выполненных на магнитных элементах. Прежде всего это связано с прогрессом в области создания ферромагнитных материалов, развитием и совершенствованием технологии производства ферритовых и микронных ленточных сердечников. Характеристики и параметры выпускаемых в настоящее время магнитных сердечников, а также существующая технология производства элементов позволяют уменьшать число витков во входных обмотках магнитных сердечников до одного и оставлять в элементах после заливки компаундом отверстия для нанесения входных обмоток в процессе сборки узла методом прошивок. Это создает предпосылки для уменьшения числа паек, унификации проектируемых устройств и узлов (основное разнообразие переносится в схемы прошивок), автоматизации процессов сборки. Соответственно снижается стоимость и повышается надежность устройств. Известны особенности магнитных элементов, которые в ряде случаев применения позволяют отдать им предпочтение: способность хранить информацию при отключенных источниках питания, высокая радиационная стойкость, высокая помехозащищенность. Для переключения магнитного сердечника требуется энергия, в 100—1000 раз большая, чем энергия переключения элемента в полупроводниковой микросхеме. Это позволяет, с одной стороны, упростить проектирование соединений внутри узлов, накладывая менее жесткие ограничения на длину и характер прокладки соединительных проводников, с другой стороны, позволяет применять устройства в условиях сравнительно высокого уровня внешних помех (цех, станок,

Большинство выпрямительных диодов, предназначенных для работы в устройствах преобразования электрических сигналов

Подобные четырехполюсники применяются в устройствах преобразования частоты и модуляторах.

Выпрямительные полупроводниковые диоды используются в качестве вентилей (элементов с односторонней проводимостью) в устройствах преобразования переменного тока в постоянный. Выпрямительные диоды различаются по материалу, используе-

Схему замещения уравнений с ^-параметрами ( 16-7, а) можно, как и для электронных ламп, привести к схеме с одним генератором тока. Такая схема для п-р-п транзистора (в схеме ОЭ) показана на 16-9, б. В случае использования транзистора в устройствах преобразования высокочастотных сигналов эквивалентную схему следует дополнить элементами, влияющими на работу транзистора в этом диапазоне частот. На 16-9, в в качестве примера в эквивалентную схему включены емкости переходов и объемное сопротивление базы.

Выпрямительные полупроводниковые диоды используются в качестве вентилей (элементов с односторонней проводимостью) в устройствах преобразования переменного тока в постоянный. Выпрямительные диоды различаются по материалу, используе-

Схему замещения уравнений с ^-параметрами ( 16-7, а) можно, как и для электронных ламп, привести к схеме с одним генератором тока. Такая схема для п-р-п транзистора (в схеме ОЭ) показана на 16-9, б. В случае использования транзистора в устройствах преобразования высокочастотных сигналов эквивалентную схему следует дополнить элементами, влияющими на работу транзистора в этом диапазоне частот. На 16-9, в в качестве примера в эквивалентную схему включены емкости переходов и объемное сопротивление базы.

К третьим относятся сплавы с высокой магншпостракцией (системы Fe—Pt, Fe—Co, Fe—A1). Изменения линейного размера А/// образцов материалов при продольной магнитострикции, как видно из 9-16, положительны и лежат в пределах (40—120)- 10~в. В качестве магнитострикционных материалов применяются также чистый никель (см. 9-4), обладающий большой отрицательной магнитострикцией, никель-кобальтовые сплавы, некоторые марки пермаллоев и различные ферриты (стр. 288). Явление магнитострикции используется в генераторах звуковых и ультразвуковых колебаний. Магнитострикционные вибраторы применяются в технологических установках по обргботке ультразвуком хрупких и твердых материалов, в дефектоскопах, а также в устройствах преобразования механических колебаний в электрические и т. п.

Большинство выпрямительных диодов, предназначенных для работы в устройствах преобразования электрических сигналов в радиоэлектронной аппаратуре (детекторы, ограничители уровня и др.), работает на частотах вплоть до нескольких сотен мегагерц. По методам изготовления, конструктивному исполнению, характеристикам и параметрам эти группы диодов существенно отличаются от низкочастотных выпрямительных диодов и называются высокочастотными выпрямительными диодами.

Представлена эволюция развития основных семейств мощных ключевых приборов. Приведены базовые структуры полупроводниковых ключей, их характеристики, методы управления и защиты. Рассмотрены основные режимы работы силовых ключей и особенности их применения в устройствах преобразования электрической энергии.