щ) і сумарна ФЧХ ц? (Щ)=цр (щ) + цк (щ ). Дві останні характеристики наведені для стійкої (kж=12,5) і нестійкою (kж=15,5) системи. Як видно з цих графіків ФЧХ коригувальних ланок, для стійкої цк (щ) і нестійкою цк (щ) системи практично збігаються. Це означає, що проектована система наближається до межі стійкості, що висуває жорсткі вимоги до апаратної реалізації коригувальних елементів. Сумарна ФЧХ стійкої системи ц? (Щ) дозволяє визначити зсув фаз між вхідним сигналом і сигналом на виході коригувальних ланок при різних значеннях частот, тобто той фазовий зсув, за допомогою якого підтримується негативна ОС. Різниця між стійкою ц? (Щ) і нестійкою ц? (Щ) характеристиками також незначна, а отже, нестабільність параметрів коригувальних ланок може призвести до переходу ОС з негативної до позитивної і виходу системи зі стану рівноваги.
ФЧХ замкнутої системи визначається згідно (15). На рис. 7, г наведені ФЧХ стійкої ц (щ) і нестійкою ц (щ) системи. ФЧХ стійкої системи є спадною функцією, рівної 0 на частоті ѓ0=0 і прагнучої до - 3р/2 (270 °) при частоті ѓ ??. ФЧХ WX нестійкою системи ц (щ) істотно відрізняється від графіка ц (щ), що, як зазначалося вище, дозволяє оцінювати стійкість замкнутої системи по виду її ФЧХ.
10.Расчёт параметрів схеми активного фільтра
Реалізація ланок САР (рис. 2) здійснюється за допомогою типових схем на операційних підсилювачах. ОУ - це підсилювач постійного струму з великим коефіцієнтом посилення. ОУ є активною ланкою, що використовують енергію стороннього джерела живлення. Сучасні ОУ представляють собою аналогову мікросхему, що має два вхідних (инвертирующий і не інвертує) і один загальний вихідний затиски. Крім них є затискачі для подачі напруги живлення, які зазвичай на схемах не показують. Інвертується вхід створює вихідну напругу, полярність якого протилежна полярності вхідної напруги. Основні схеми застосування ОУ будуються на використанні різних варіантів негативною ОС між виходом ОУ і його інвертується входом. ОС в таких схемах здійснюється через відповідно підібрані резистори і ємності в залежності від характеру операцій, які виконуються за допомогою даної схеми. Для полегшення розрахунку схем реальні ОУ з достатнім ступенем точності представляються у вигляді ідеальних підсилювачів. Ідеальним підсилювачем є ОУ з нескінченно великим коефіцієнтом посилення, вхідний опір якого також одно нескінченності. Такий підсилювач повинен пропускати сигнали на всіх частотах від 0 до?, А його вихідний опір має дорівнювати нулю.
У таблиці 4 наведені принципові схеми, передавальні функції та розрахункові формули для реалізації всіх ланок проектованого активного фільтра.
Фільтр нижніх частот другого порядку, що є коливальним ланкою, здійснюється з використанням многоконтурной негативною ОС з RC -елементом. ФНЧ першого порядку являє собою найпростіше інерційне ланка. Коригувальні елементи можуть бути представлені найпростішими ланками: ЖОС -безінерціонним, ГОС - дифференцирующим і реалізовані також у відповідності з таблицею 4.
Однак у цьому випадку потрібно два ОУ. Для побудови схеми з використанням одного ОУ знаходиться еквівалентна передатна функція цих ланок
яка здійснюється з використанням чотириполюсника в ланцюзі ОС і резистора у вхідному ланцюзі.
Вузол підсумовування може бути реалізований двома схемами - инвертирующей і неінвертуючий. У першому випадку вихідний сигнал зрушать щодо вхідного на 180 °, у другому - сінфазен вхідного. Незважаючи на те, що передавальні функції реальних ланок отримані з використанням инвертирующего входу ОУ, тобто у всіх виразах табл. 4 присутній знак - raquo ;, їх частотні характеристики повністю відповідають теоретичним. Тому в якості підсумовуючого ланки використовується активний неинвертирующий суматор.
Таблиця 4
Передавальна функція ланки і її параметриСхема звенаРасчётние Формули1. ФНЧ 2-го порядку 2. ФНЧ 1-го порядку 3. Коригувальні ланки 4. Суммирующее ланка (для двох вхідних напруг)
Скориставшись вихідними даними і розрахунковими формулами з таблиці 4 і поклавши:
С1=С3=С4=1 мкФ; R1O=2 кОм;
отримуємо:
для ФНЧ другого порядку
для ФНЧ першого порядку
коригувальні ланки
(вибираємо потенціометри з максимальним опором відповідно 1 кОм і 3,6 кОм);
підсумовуюче ланка
У дужках наведені стандартні значення опорів.
Література
частотний фільтр активний
1. Методичні вказівки до курсового проектування з дисципліни «Теоретичні основи автоматизації електричної частини станцій і підстанцій»/Упорядник: В.Ю. Румянцев.- Мн .: БГПА, 19...
