|
BOB. AVTOMATIKA KUCHAYTIRGICHLARI
|
| bet | 42/75 | | Sana | 18.12.2023 | | Hajmi | 2,66 Mb. | | #122696 |
Bog'liq Avtomatikaning texnik vositalari (darslik) automatically € techn (1) (1) BOB. AVTOMATIKA KUCHAYTIRGICHLARI
Avtomatika kuchaytirgichlari xaqida umumiy ma’lumotlar va ularga qo’yiladigan asosiy talablar
Avtomatika tizimlarining datchiklari beradigan signallar quvvati odatda ros- tlovchi organni boshqarish uchun yetarli bo‘lmaydi. Datchiklarning chiqish quvvati ko‘pchilik hollarda vattning mingdan bir ulushlarini tashkil etadi, vaxolanki, ros- tlovchi organ uchun zarur bo‘lgan quvvat o‘nlab va yuzlab kilovattni tashkil etishi mumkin. Rostlovchi organni boshqarish uchun yetarli quvvatga ega bo‘lish va quvvatli datchiklar ishlatmaslik uchun avtomatika tizimlarida kuchaytirgichlardan foydalaniladi.
Kuchaytirgichlar chiqish quvvatining qiymatiga; kuchaytirgichga keltiri- ladigan yordamchi energiyaning turiga kuchaytirish koeffitsiyentiga; ishlash prin- sipiga; chiqish va kirish miqdorlari o‘rtasidagi bog‘lanishni ko‘rsatuvchi xarakter- istikaning shakliga ko‘ra bir-biridan farq qiladi. Avtomatika tizimlarida ishlati- ladigan xozirgi kuchaytirgichlarning chiqish quvvati vattning bir necha ulushidan o‘nlab va undan ortiq kilovattgacha boradi.
Kuchaytirgichlarga keltiriladi gap yordamchi energiyaning turiga qapab el- ektrik, elektromexanikaviy, magnitli, elektron, gidravlik, pnevmatik va kombi- natsiyalashgan kuchaytirgichlar bo‘ladi. Qishloq xo‘jalik ob‘ektlarining avtomat- ikasida elektrik, elektro-mexanikaviy, magnitli, elektron va gidravlik kuchaytir- gichlar keng ko‘lamda ishlatilmoqda. Kuchaytirish koeffitsiyentiga qarab signalni ming, yuz ming va undan ortiq marta kuchaytiruvchi kuchaytirgichlar bo‘ladi. El- ektrik kuchaytirgichlar quvvatni, kuchlanishni yoki tok kuchini kuchaytirishi mumkin. Тavsifnomaning shakli jixatdan chiziqli va nochiziqli tavsifnomali kuchaytirgichlar bo‘ladi. Chiziqli kuchaytirgichlarda chiqish miqdori rostlashning barcha intervallarida kirish miqdoriga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi. Nochiziqli kuchaytirgichlarda kirish bilan chiqish o‘rtasida proporsionallik bo‘lmaydi. Nochiziqli tavsifnomalarning shakli turlicha bo‘ladi. Avtomatika tizimlarining kuchaytirgichlariga quyidagi talablar qo‘yiladi.
Chiqish quvvati rostlovchi organni boshqarish uchun yetarli bo‘lishi.
Хarakteristikasi mumkin qadar to‘g‘ri chiziqqa yaqin kelishi.
Nosezgirligi yo‘l qo‘yiladigandan ortiq bo‘lmasligi.
Signalni uzatishda kechikish xarakati minimal bo‘lishi va yo‘l qo‘yiladigan chegaradan chiqmasligi.
Kuchaytirgich qurilmasi kuchaytiruvchi element, rezistor, kondensator, chi- qish zanjiridagi doimiy kuchlanish manbai hamda iste‘molchidan iborat. Bitta kuchaytiruvchi elementi bo‘lgan zanjir kaskad deb ataladi. Kuchaytiruvchi element sifatida qanday element ishlatishiga qarab kuchaytirgichlar elektron, magnitli va boshqa hillarga bo‘linadi. Ish rejimiga ko‘ra ular chiziqli va nochiziqli kuchaytir- gichlarga bo‘linadi. Chiziqli ish rejimida ishlovchi kuchaytirgichlar kirish signalin- ing uning shaklini o‘zgartirmasdan kuchaytirib beradi. Chiziqli bo‘lmagan ish re- jimida ishlovchi kuchaytirgichlarda esa kirish signali ma‘lum qiymatga erishgani- dan so‘ng chiqishdagi signal o‘zgarmaydi.
Chiziqli rejimda ishlaydigan kuchaytirgichlarning asosiy xarakteristikasi amplituda chastota xarakteristikasi (AChХ) dir. Ushbu xarakteristika kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyentining moduli chastotaga qanday bog‘liqligini ko‘rsatadi. AChХ siga ko‘ra chiziqli kuchaytirgichlar tovush chastotalar kuchaytir- gichi (ТChK), quyi chastotalar kuchaytirgichi (KChK), yuqori chastotalar kuchaytirgichi (YuChK), sekin o‘zgaruvchan signal kuchaytirgichi yoki o‘zgarmas tok kuchaytirgichi (UТK) va boshqalarga bo‘linadi.
Hozirgi vaqtda eng keng tarqalgan kuchaytirgichlar kuchaytiruvchi element sifatida ikki qutbli yoki bir qutbli tranzistorlar ishlatiladi. Kuchaytirish quyidagicha amalga oshiriladi. Boshqariladigan element (tranzistor) ning kirish zanjiriga kirish signalining kuchlanishi (Ukir) beriladi. Bu kuchlanish ta‘sirida kirish zanjirida kirish toki hosil bo‘ladi. Bu kichik kirish toki chiqish zanjiridagi tokda o‘zgaruvchan tashkil etuvchini hamda boshqariladigan elementning chiqish zan- jiridagi kirish zanjiridagi kuchlanishdan ancha katta bo‘lgan o‘zgaruvchan kuchlanishni hosil qiladi. Boshqariladigan elementning kirish zanjiridagi tokning chiqish zanjiridagi tokka ta‘siri qancha katta bo‘lsa, kuchaytirish xususiyati shun- cha kuchliroq bo‘ladi. Bundan tashqari chiqish tokining chiqish kuchlanishiga ta‘siri qancha katta bo‘lsa, (ya‘ni Ri katta), kuchaytirish shuncha kuchliroq bo‘ladi.
- rasmda umumiy emmiterli (UE) kuchaytirish kaskadining sxemasi hamda kirish va chiqish xarakteristikalari ko‘rsatilgan. Kuchaytirish kaskadlari UE, UB, UK sxemalar bo‘yicha yig‘iladi. Umumiy kolletorning (UK) sxema tok va quvvat bo‘yicha kuchaytirish imkoniyatiga ega.
6.1- rasm. Umumiy emmiterli (UE) kuchaytirish kaskadining sxemasi.
Chiqishdagi kuchlanishning qiymati katta bo‘lishi talab etilganda, mazkur kaskaddan foydalaniladi. Ko‘pincha, umumiy emmiterli (UE) sxema bo‘yicha yig‘ilgan kaskadlar ishlatiladi (6.1. - rasm,a). Bunda kaskad tokni xam kuchlanish- ni xam kuchaytirish imkoniyatiga ega. Kuchaytirish kaskadining asosiy zanjiri tranzistor (VT), qarshilik Rk va manba Ek dan iborat. Qolgan elementlar yordamchi sifatida ishlatiladi. C1 kondensator kirish signalining o‘zgarmas tashkil etuvchisi o‘tkazmaydi va ba‘zan tinch holatidagi Ubd kuchlanishning Rg qarshilikka bog‘liq emasligini ta‘minlaydi. Kondensator S2 iste‘molchi zanjiriga chiqish kuchlanishin- ing doimiy tashkil etuvchisiga o‘tkazmay o‘zgaruchan tashkil etuvchisinigina o‘tkazish uchun xizmat qiladi. R1 va R2 rezistorlar kuchlanish bo‘lgich vazifasini o‘tab kaskadning boshlang‘ich holatini ta‘minlab beradi.
Kollektor dastlabki toki (Ikd) bazaning dastlabki toki Ibd bilan aniqlanadi. Re- zistor R1 tok Ibd ning o‘tish zanjirini hosil qiladi va R2 bilan birgalikda manba kuchlanishining musbat qutbi bilan baza orasidagi kuchlanish Ubd ni yuzaga kelti- radi.
Rezistor Re manfiy teskari bog‘lanish elementi bo‘lib, dastlabki rejimning temperatura o‘zgarishiga bog‘liq bo‘lmasligini ta‘minlaydi. Kaskadning kuchaytirish koeffitsiyenti kamayib ketmasligi uchun qarshilik Re rezistorga paral- lel qilib kondensator Se ulanadi. Kondensator Se rezistor Re ni o‘zgaruvchan tok bo‘yicha shuntlaydi.
Sinusoidal o‘zgaruvchan kuchlanish (Ukir=Ukir maxsin kondensator S orqali
baza-emmiter sohasiga beriladi. Bu kuchlanish ta‘sirida, boshlang‘ich baza toki Ibd atrofida o‘zgaruvchan baza toki xosil bo‘ladi. Ibd ning qiymati o‘zgarmas manba kuchlanishi Yek va qarshilik R1 ga bog‘liq bo‘lib, bir necha mikroamperni tashkil qiladi. Berilayotgan signalning o‘zgarish qonuniga bo‘ysunadigan baza toki iste‘molchi (Ri) dan o‘tayogan kollektor tokining xam shu konun bo‘yicha o‘zgarishiga olib keladi. Kollektor toki bir necha milliamperga teng. Kollektor to- kining o‘zgaruvchan tashkil etuvchisi iste‘molchida amplituda jihatidan kuchaytirilgan kuchlanish pasayuvi U(chik.) ni hosil qiladi. Kirish kuchlanishi bir necha millivoltni tashkil etsa, chiqishdagi kuchlanish bir necha voltga tengdir.
Kaskadning ishini grafik usulda tahlil qilish mumkin. Тranzistorning chiqish xarakteristikasida AV-nagruzka chizig‘ini o‘tkazamiz (6.1 rasm b). Bu chiziq Uke=Yek , Ik=0 va Uke=0 , Ik=Ei/Rn koordinatali A va V nuqtalardan o‘tadi. AV chiziq Ik max, Uke max va Rk=Uk max*Ik max bilan chegaralangan soxaning chap tomonida joylashishi kerak. AV chiziq chiqish xarakteristikasini kesib o‘tadigan qismda ish uchastkasini tanlaydi. Ish uchastkasida signal eng kam buzilishlar bilan kuchaytirilishi kerak. Nagruzka chizig‘ining S va D nuqtalar bilan chegaralangan qismi bu shartga javob beradi. Ish nuqtasi O, shu uchastkaning o‘rtasida joy- lashadi. DO kesmaning abssissalar o‘qidagi proyeksiyasi kolektor kuchlanishi o‘zgaruvchan tashkil etuvchisini amplitudasini bildiradi. SO kesmaning ordinatalar o‘qidagi proyeksiyasi kollektor tokining amplitudasini bildiradi. Boshlang‘ich kollektor toki (Iko) va kuchlanishi (Ukeo) O nuqtaning proyeksiyalari bilan aniqla- nadi. Shuningdek, O nuqta boshlang‘ich tok Ibo va kirish xarakteristikasida O ish nuqtasini aniqlab beradi. Chiqish xarakteristikasidagi S va D nuqtalarida kirish xa- rakteristikasidagi S' va D' nuqtalari mos keladi. Bu nuqtalar kirish signalining buzilmasdan kuchaytiriladigan chegarasini aniqlab beradi. Kaskadning chiqish kuchlanishi
Uchik=Ik*Ri (6.1) Kaskadning kirish kuchlanishi
Ukir=Ib*Rkir; (6.2) Bu yerda Rkir – tranzistorning kirish qarshiligi.
Тok ik Ib va qarshilik RH Rkir bo‘lgani uchun sxemaning chiqishdagi kuchlanish kirish kuchlanishidan ancha kattadir. Kuchaytirgichning kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyenti Ki quyidagicha aniqlanadi:
Ki=Uchik max/Ukir max (6.3) yoki garmonik signallar uchun
Ki=Uchik/Ukir (6.4) Kaskadning tok bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyenti
Ki=Ichik/Ikir (6.5)
Bu yerda: Ichik– kaskadning chiqish tomonidagi tokning qiymati; Ikir– kaskadning kirish tomonidagi tokining qiymati. Kuchaytirngichning quvvat bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyenti:
Kr=Rchik/Rkir , (6.6)
Bu yerda Rchik – iste‘molchiga beriladigan quvvat; Rkir – kuchaytirgichning kirish tomonidgi quvvat.
Kuchaytirish texnikasida bu koeffitsiyentlar logarifmik qiymat – detsibellda o‘lchanadi.
Ki(dB)=20 lg Ki yoki Ki=10 Ki(dB)/2; Ki(dB)=20 lg Ki yoki Ki=10 Ki(dB)/2; Kr(dB)=10 lg Kr yoki Kr=10 Kr(dB)
Odamning eshitish sezgirligi signalni 1dB ga o‘zgarishini ajrata olgani uchun ham shu o‘lchov birligi kiritilgan. Har bir kuchaytirgich kuchaytirish koeffitsiyentlaridan tashqari quyidagi parametrlarga ham egadir.
Kuchaytirgichning chiqish kqvvati (iste‘molchiga signalni buzmasdan beriladigan eng katta quvvat):
R2chik max/RH (6.7)
Kuchaytirgichning foydali ish koeffitsiyenti
=Rchik/Rum , (6.8)
bu yerda Rum – kuchaytirgichning hamma manbalardan iste‘mol qiladigan quvvati. Kuchaytirgichning dinamik diapazoni kirish kuchlanishining eng kichik va eng katta qiymatlarining nisbatiga teng bo‘lib, dB da o‘lchanadi:
D=20 lg Ukir max/Ukir min (6.9)
Chastotaviy buzilishlar koeffitsiyenti M(f) o‘rta chastotalardagi kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyenti Ki0 ning ixtiyoriy chastotadagi kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyentiga nisbatidir:
M(f)=Ki0/Kuf (6.10)
Chiziqkli bo‘lmagan buzilishlar koeffitsiyenti yuqori chastotalar garmonikasi o‘rta kvadratik yig‘indisining chiqish kuchlanishining birinchi garmonikasiga nisbatidir:
|
| |
