Лабораторна робота №5
Фазочутливі випрямлячі (ФЧВ) знаходять широке застосування в системах управління, наприклад, в системах автопідстроювання частоти, в автопілоті, а також в інших системах, що працюють в умовах високого рівня перешкод.
Розглянемо найбільш просту схему ФЧВ, показану на малюнку 5.1 ФЧВ виконаний на одному ОУ, як джерело опорної частоти використаний генератор синусоїдальних коливань Uon, на виході якого включено електромеханічне ключовий пристрій До з порогом спрацьовування 0,1 В.
Рис.5.1. фазочувствительного випрямляч
Низький поріг спрацьовування при порівняно великій амплітуді вхідного сигналу забезпечує замикання і розмикання контакту практично при проходженні вхідного сигналу через нуль. Осцилограми сигналів при зазначених на схемі параметрах генераторів показані на малюнку 5.2.
Рис.5.2. Осцилограми вхідного (А) і вихідного (В) напруг ФЧВ при однакових значень частоти вхідного і вихідного сигналів
Як видно з малюнку 5.2, вихідна напруга (В) складається з негативних напівхвиль вхідного синусоїдального сигналу. Формування вихідного сигналу відбувається наступним чином (для простоти міркувань будемо маніпулювати амплітудним значенням Um вхідного сигналу Ui). При позитивній напівхвилі Ui ключ До замкнутий і ОУ працює в режимі инвертирующего підсилювача, при цьому його вихідний сигнал Uo = -UmR2 / Rl = -Um.
При негативній напівхвиль Ui ключ До розімкнений, при цьому ОУ працює в режимі диференціального підсилювача, однак при різних коефіцієнтах передачі по інвертує і неінвертуючий входів. Вихідна напруга від инвертирующего і неинвертирующего входів буде визначатися відповідно виразами:
тобто сумарний вихідний сигнал при негативній напівхвиль буде також дорівнює -Um що відповідає наведеним на малюнку 5.2 (В) осцилограмами.
Рис.5.3. Осцилограми вхідного (А) і вихідного (В) напруг ФЧВ при співвідношенні вхідного і опорного сигналів 2: 1
Контрольні питання і завдання
1. В яких випадках використовується ФЧВ?
2. Проведіть моделювання ФЧВ за схемою на малюнку 5.1, а при частоті опорного сигналу 5 Гц, поясніть осциллограмму вихідного сигналу, показану для цього випадку на малюнку 5.3. Пропонується також отримати осцилограми для фази опорного джерела 90 і 180 ° і проаналізувати отримані результати.