Elektronika W Zad cz 2 5

W Ciązymlu - ELEKTRONIKA W ZADANIACH

Część 4 Charakteryłtyki częstotliwościowe układów elektronicznych

otrzymujemy:

U\

UL

P_L = f[1 -cos(2cor)] d(co t) = [«ur) - —sin(2ojr)] = ²'"-[27t - 2tp + sin 2<p]

luR ^J Ott D 0 d/TTA?.

2tiR,

2nR,

4nR_L

(4.19.15)

Porównując uzyskany wynik z definicją wartości skutecznej przebiegu zmiennego jako równej napięciu stałemu, przy którym wydziela się w obciążeniu identyczna moc, czyli:

uU

P_L (4.19.16)

uzyskujemy zależność wartości skutecznej napięcia na obciążeniu od kąta ę opóźnienia zapłonu triaka:

(4.19.17)

|2tt-2(p + sin2(p 471

Z tej zależności otrzymujemy np.:

• dla <p = 0 (czyli dla pełnej sinusoidy) wartość U_Lsk =U_2m/^l2 =U_lsk

• dla ę - tt/2 moc zmniejsza się o połowę, czyli U_Lsk = U^/l = U_2lk/-j2

• dla ip = Jt moc spada do zera, czyli także wartość skuteczna U_Ik = 0.

Rys. 4.19.6

Pełny przebieg „charakterystyki sterowania” układu przedstawia rysunek 4.19.6. Na osi pionowej podano tam wartości skuteczne napięcia na obciążeniu, odniesione do wartości skutecznej napięcia transformatora zasilającego obwód mocy.

Wynikające z zależności (4.19.14 do 4.19.16) wnioski dotyczące związku wydzielanej mocy z przebiegiem czasowym napięcia są słuszne tylko pod warunkiem stałości rezystancji obciążenia /?/.. Ten warunek dla obciążenia w postaci żarówki lub grzejnika nie jest spełniony, gdyż rezystancja obciążenia zmienia się radykalnie pod wpływem zmian temperatury. Po włączeniu takiego odbiornika, kiedy jego element grzejny jest zimny, wydzielana moc jest duża. Kiedy element grzejny osiąga wysoką temperaturę, jego rezystancja wzrasta (w przypadku żarówki wielokrotnie) i pobierana z sieci moc znacznie maleje. Temperatura (a zatem rezystancja) w stanie ustalonym jest inna dla każdej wartości doprowadzanej mocy (a więc dla każdego kąta opóźnienia zapłonu <p).

Mi siol

Zadanie 4.20

Na rysunku 4.20.1 pokazany jest układ kaskodowego wzmacniacza napięć zmiennych. W stosunku do układu, który jest przedmiotem zadania 3.24 w trzeciej części zbioru zmieniono obwód polaryzacji bazy tranzystora Tl, zmieniono wartość rezystancji R_c i wprowadzono układ obciążenia obwodem równoległym RlCl■ Wartości pojemności trzech kondensatorów sprzęgających C_s są na tyle duże, że dla częstotliwości wzmacnianego sygnału ich impedancje można przyjąć jako równe zeru (uważać, że kondensatory zapewniają zwarcie). Wejściowy kondensator sprzęgający C_m ma wartość 10 pF. Parametry admitancyjne tranzystorów w ich punktach pracy są znane i wynoszą dla tranzystora Tl:

yn = 1 mS; yi2 = 0 mS; y₂y = 100 mS; y₂₂ = 0mS;

a dla tranzystora T2:

yn = 0,5 mS; y/₂ = 0 mS; y₂/ = 50 mS; y₂₂ = 0 mS.

Należy naszkicować charakterystyki częstotliwościowe transmitancji napięciowej układu:

1. bez obciążenia (klucz K otwarty);

2. po podłączeniu (przez zamknięcie klucza K) obciążenia w postaci obwodu równoległego RlCl.

Rozwiązanie

°-C

1©

)“

1©

)^T1 ^

^Ye n

0.5 mS U

Rys. 4.20.2

Ad 1. Schemat zastępczy tematowego układu dla składowej zmiennej w zakresie średnich częstotliwości (kiedy możemy uznać, że także kondensator Ch* zapewnia już zwarcie) przedstawia rysunek 4.20.2. Wprowadzenie źródła prądowego do polaryzacji bazy tranzystora Tl daje dalsze uproszczenie schematu zastępczego (w stosunku do układu z rysunku 3.24.2). Na podstawie wyprowadzonych w zadaniu 3.24 zależności możemy napisać:

, “»,• _ _ 100 mS ■ 50 mS ■ 2 kQ _ ,_notA ,,

W*,,.. (0,5+50) mS

czyli wzmacniacz odwraca fazę napięcia wejściowego o 180°, moduł wzmocnienia wynosi 20 log(198) = 45,9 dB i jest stały w tym zakresie częstotliwości. Rezystancję wejściową można obliczyć metodami przedstawionymi w trzeciej części zbioru, ale w tym przypadku wobec braku oddziaływania zwrotnego w tranzystorze Tl (y/2(/) = 0)

-229-