Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 [160] 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233




схему. Этот тип искажений называется фазовыми искажениями и может быть скорректирован посредством добавления такой цепи,которая будет выравнивать время прохождения для всех частот. Такая цепь, следовательно, должна обладать управляемой фазовой характеристикой.

Одинаковое время прохождения через схему для составляющих с различными частотами достигается при условии, что эта схема не создает фазового сдвига или если величина фазового сдвига пропорциональна частоте. Это равносильно тому, что время прохождения должно быть либо нулевым, либо постоянным на всех частотах.

На рис. 17-19 - 17-21 показаны четыре различные схемы фазовых выравнивателей Следует заметить, что четырехполюсные схемы могут быть использованы только в таких устройствах, у которых входная и выходная цепи либо симметричны, либо не связаны.

Схема на рис. 17-19 вносит потери 6 дб и не имеет постоянных входного и выходного сопротивлений в зависимости от частоты. Фазовая характеристика схемы, приведенная на рис. 17-22, соответствует режиму холостого хода.

Сопротивление на рис. 17-19 можно было бы заменить трансформатором со средней точкой в его вторичной обмотке при условии, что амплитудная и фазовая характеристики этого трансформатора будут подходящими.

Схемы на рис. 17-20 и 17-21 имеют постоянные, не зависящие от частоты входные и выходные характеристические сопротивления и создают сдвиг фазы без затухания. На рис. 17-22 и 17-23 изображены получаемые фазовые характеристики.

Фазовые выравниватели, показанные на рнс. 17-19 - 17-21, создают запаздывающий сдвиг фазы.

Пример 17-5

Пусть информация должна передаваться в диапазоне частот 10-20 кгц и применяемая схема вносит фазовый сдвиг согласно приведенной таблице.

Сдвиг фазы

- 27°

- 43,5°

- 63°

Частота

10 кгц 15 » 20 >

Рассчитать фазовый выравниватель со скрещенной схемой и характеристическим сопротивлением 1 000 ом.

Решение.

1. Определим требуемые фазовые характеристики выравнивателя. Сначала определим отклонение фазовой характеристики от линейной для данной схемы.

Поскольку сдвиг фазы при 20 кгц равен -63°, на 10 кгц он должен быть Ч2 (-63) = = -31,5°, а на 15 кгц 3/4 (- 63) = -47,25°. Как видно, существующая схема вносит фазо-

1 Эти схемы также относятся к фильтрам пропускания всех частот, т. е. к фильтрам с равномерной амплитудно-частотной характеристикой.

Частота

вую ошибку +4,5° на частоте 10 кгц и +3,75° на частоте 15 кгц.

Фазовая ошибка

+ 4,5° 10 кгц

+ 3,75° 15 »

0° 20 >

Поэтому фазовый выравниватель должен иметь обратную характеристику, т. е.

Фазовая ошибка

Частота

-4,5° - 3,75° 0°

10 кгц 15 > 20 >

2. По рис. 17-22 и 17-23 определим, можно ли выполнить требования, указанные в первом столбце таблицы I применением какой-либо из схем, показанных на рис. 17-20 и 17-21.

Поскольку схема на рис. 17-20 является простейшей, в первую очередь должна быть проверена кривая на рис. 17-22. Для этого определяют, будет ли сдвиг фазы в выравнивателе при любых трех значениях /о, относящихся друг к другу, как 10, 15 и 20 кгц, отклоняться от линейной зависимости на нужную величину. Несколько пробных групп значений /0 покажут, что сдвиг фазы при /„ = 0,4; 0,6 и 0,8 соответствует -43, -61,5 и -77°, что удовлетворяет поставленным требованиям. Действительно, для линейности фазовой характеристики при сдвиге фазы на -77° при /„ = 0,8 требуется сдвиг фазы на -57,75° при /0 = 0,6 и на -38,5° при /0 = 0,4. Следовательно, фазовый выравниватель будет вносить ошибки -4,5 и -3,75° при /о = 0,4 и 0,6 соответственно. Очевидно, что три значения, а именно: /о = 0,4; 0,6 и 0,8, соответствуют значениям /, равным 10, 15 и 20 кгц соответственно.

6,37мгн

-*-о


6,37мгн

Рис. 17-24 Скрещенная цепь к примеру 17-5.

3. Определим /0 и значения элементов схемы.

/У/о = 0,8 (на частоте 20 кгц); /о = 25 кгц.

Из рис. 17-22

а = г4=- = 4 10~5.

25 000

Из рис. 17-20 4 • 10"5 • 103

2 3,14 6,37 10~3 10е

= 6,37 • 10~3гя, или 6,37 мгн;

= 6 370 • 10"12 ф, или 6 370 пф.

Полученная схема показана на рис. 17-24.



ГЛАВА ВОСЕМНАДЦАТАЯ

принципы обратной связи

18-1. ВВЕДЕНИЕ

Система с обратной связь ю- устройство, в котором вместе с первичным входным сигналом действует сигнал обратной связи, являющийся некоторой функцией выходного сигнала системы (рис 18-1)

Различают системы с положительной и отрицательной обратной связью

В системе с положительной обратной связью фазы или полярности первичного входного сигнала и сигнала обратной связи таковы, что они складываются, так что общее усиление системы от первичного входа до выхода возрастает (рис 18 1)

/ urx +иоа,


Рис 18 1 Блок схема простои системы

с обратной связью 1 - суммирующее устройство 2 - Уси литель 3 - цепь обратной связи

В системе с отрицательной обратной связью фазы или полярности первичного входного сигнала и сигнала обратной связи таковы, что сигнал, поступающий в усилитель с суммирующего устройства 1 при наличии обратной связи, меньше, чем сигнал при ее отсутствии, вследствие чего эффективное усиление системы от первичного входа до выхода уменьшается 3.

1 В данной главе суммир>ющее устройство выпол няет операцию сложения входного сигнала и сигнала обратной связи, на что указывают знаки «плюс» (Прим автора )

2 В отличие от теории усилителей в теории авто магического регулирования характер обратной связи определяется иначе чем принято у авторов а именно по виду операции которая осуществляется в суммирую щем устройстве

Обратная связь отрицательна, если сигнал обратной связи вычитается из первичного входного сигнала и положительна если эти сигналы склады ваются Прн таком определении характер обратной связи не зависит от входного сигнала и, в частности, не меняется при изменении его частоты

В сгедящих системах суммирующее устройство осуществляет операцию сравнения первичного вход

18-2 ВЛИЯНИЕ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ

С введением обратной связи характеристики системы и, в частности, коэффициент усиления претерпевают значительные изменения Так, с помощью отрицательной обратной связи можно увеличить полосу пропускания усидителя, улучшить его линейность или снизить степень нелинейных искажений, уменьшить выходное сопротивление, снизить шу м в выходном сигнале и потучить лучшую стабильность коэффициента усиления при изменении параметров цепи В общем отрицательная обратная связь применяется для улучшения свойства системы. Использование положительной обратной связи более ограниченно ее применяют одновременно с отрицательной обратной связью дчя улучшения линейности генераторов или специальных типов усилителей, в которых коитур отрицательной обратной связи охватывает контур положительной обратной связи (см § 18 26).

Существенное улучшение свойств системы может быть достигнуто только в том случае, если отрицательная обратная связь соответствует ее характеристикам Так как характеристики реальных систем всегда отличаются друг от друга, обратная связь должна рассчитываться применительно к каждой данной системе Применение отрицательной обратной связи не обеспечит улучшения характеристик системы, если не будут соблюдены определенные условия Например, в большинстве систем глубокая отрицательная связь, улучшая характеристики в среднем диапазоне, будет причиной того, что система станет регенеративной при частотах, близких к границам полосы пропускания Регенерация, или положительная обратная связь 3, возникает из-за чрезмерного сдвига фаз в усилителе и цепи обратной связи, что обычно имеет место на частотах, соответствующих наиболее крутым участкам амплитудно-частотной

ного сигнала и сигнала обратной связи так что на вход системы воздействует их разность (это соответствует отрицательной обратной связи) Поэтому в литературе по теории регулирования формулы связывающие пере даточные функции замкнутой и разомкнутой систем, отличаются от формул типа (18 I) (18 7) (18 19) и т п знаком в знаменателе («плюс» вместо «минус») (Прим ред )

з В системе с отрицательной обратной связью регенерация может появиться в результате неправильного выбора параметров системы, когда система является неустойчивой (Прим ред )



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 [160] 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0068