Rc-звено второго порядка с активной компенсацией




Скачать 30.98 Kb.
НазваниеRc-звено второго порядка с активной компенсацией
Дата10.11.2012
Размер30.98 Kb.
ТипДокументы

УДК 621.382(06) Электронные измерительные системы

В.В. МЕЩЕРЯКОВ, А.В. МЕЩЕРЯКОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


RC-ЗВЕНО ВТОРОГО ПОРЯДКА

С АКТИВНОЙ КОМПЕНСАЦИЕЙ


Проведено сравнение двух активных RC-звеньев второго порядка (звена Тоу-Томсона и звена Акерберга-Мосберга) по чувствительности величины добротности к коэффициентам усиления операционных усилителей. В результате преобразования направленного графа звена Акерберга-Мосберга получено новое звено второго порядка, обладающее свойством активной компенсации.


Основным ограничением использования активных RC-фильтров на высоких частотах является влияние частотной зависимости коэффициента усиления операционных усилителей (ОУ). Комплексно-сопряженные полюса передаточной функции фильтра высокого порядка реализуются биквадами – звеньями второго порядка. Влияние частотной зависимости коэффициента усиления ОУ на резонансные частоты звеньев приводит к простому сдвигу частотных характеристик фильтра вниз по частоте. Влияние же на добротность ОУ приводит к искажению частотных характеристик фильтров: увеличению неравномерности амплитудно-частотной характеристики в полосе пропускания, к сужению или расширению полосы пропускания, уменьшению затухания в полосе заграждения, к искажению фазовых характеристик.

В этой связи важным является вопрос разработки звеньев активных фильтров с так называемой активной компенсацией частотных свойств. Данное свойство определяется нулевой чувствительностью величины добротности звена к коэффициентам усиления ОУ (имеется в виду частотный диапазон, где коэффициент усиления ОУ можно представить передаточной функцией первого порядка с одним полюсом). Преимущество схем с активной компенсацией в настоящей работе представлено на примере двух звеньев, относящихся к одному классу звеньев второго порядка на двух интеграторах. Первое звено – звено Тоу-Томсона (ТТ) без активной компенсации, второе – звено Акерберга-Мосберга (АМ) с активной компенсацией. Электронное моделирование с использованием пакета PSPICE показало, что изменение величины добротности на 10% в схеме АМ происходит значительно на более высокой частоте (в 3 раза) по сравнению со звеном ТТ. Каждое из двух звеньев можно представить в виде двух интеграторов в петле общей обратной связи. Причем, один из интеграторов представляет собой интегратор “с потерями” (с конечной добротностью), а другой - “без потерь” (с бесконечной величиной добротности при идеальном активном элементе). Интегратор “с потерями” в обеих схемах одинаков. Интегратор “без потерь” в звене АМ построен по иной схеме на двух ОУ. Известно, что чувствительность передаточной функции подобных звеньев второго порядка в большей степени определяется фазовой характеристикой интеграторов. Для подтверждения этого были произведены соответствующие расчеты в среде MathCAD. В аналитическом виде были рассчитаны передаточные функции каждого из интеграторов, составляющих звено. В качестве коэффициента усиления ОУ была использована однополюсная модель. Анализ вида передаточных функций интеграторов и расчет в MathCAD показал, что фазовые характеристики в звене АМ (в отличие от звена ТТ) дополняют друг друга в достаточно широкой полосе, где уже сказывается влияние конечной величины коэффициента усиления ОУ: с ростом частоты в одном из интеграторов фазовый сдвиг растет, а в другом падает.

Таким образом, использование в петле обратной связи двух интеграторов с противоположным изменением фазового сдвига из-за влияния ОУ обеспечивает уменьшение соответствующей чувствительности добротности звена. Для используемого в звене АМ интегратора “без потерь” был построен направленный граф, учитывающий однополюсные модели коэффициентов усиления ОУ. Путем преобразования графа (при сохранении неизменной общей передаточной функции) удалось получить оригинальное звено (также обладающее свойством активной компенсации). Получившееся звено можно отнести уже одновременно к двум классам (в зависимости от представления схемы): с одной стороны – это, по-прежнему, звено на двух интеграторах; с другой, схему можно уже представить в виде звена с параллельным включением дифференциатора и интегратора в петле обратной связи.

Характеристики всех трех указанных в докладе звеньев были экспериментально измерены с помощью макетов на дискретных элементах. В качестве активных элементов специально (для большей наглядности) использовались ОУ LM324 с низкой (по современным меркам) частотой единичного усиления. Разработанное звено имеет сходную со звеном АМ зависимость величины добротности от частоты, что подтверждает также возможность причисления этого звена к классу звеньев с активной компенсацией.


ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 13

Похожие:

Rc-звено второго порядка с активной компенсацией iconЗадания для самостоятельной работы студентов по дисциплине "Математика"
Кривые второго порядка. Понятия о поверхностях второго порядка: эллипсоид, гиперболоид
Rc-звено второго порядка с активной компенсацией iconПереходная характеристика (рис. 11в) представляет собой график гармонических колебаний. Апериодическое звено второго порядка ( ξ
Нетрудно выписать выражения для остальных частотных функций; лчх приведены на рис 11б
Rc-звено второго порядка с активной компенсацией iconАкопян А. В. Геометрические свойства кривых второго порядка: Для учащ ст кл./ А. В. Акопян, А. А. Заславский
Геометрические свойства кривых второго порядка: Для учащ ст кл./ А. В. Акопян, А. А. Заславский. М.: Мцhмо, 2007. 136 с Библиогр.:...
Rc-звено второго порядка с активной компенсацией iconРешением для студентов I курса фвм по теме: «Дифференциальные уравнения первого порядка с разделяющимися переменными. Однородные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянным коэфициентом»
Для нахождения частного решения необходимо найти общее решение дифференциального уравнения. Составим характеристическое уравнение:...
Rc-звено второго порядка с активной компенсацией iconКурсовой работы
Знакоопределённые полиномы в качественном исследовании полиномиальных систем дифференциальных уравнений второго порядка
Rc-звено второго порядка с активной компенсацией iconКонкурс Прокопенко Н. Н., Ковбасюк Н. В
Архитектура и схемотехника аналоговых микросхем с собственной и взаимной компенсацией импедансов
Rc-звено второго порядка с активной компенсацией iconА. Н. Дилигенская Самарский государственный технический университет
Аппроксимация сплайнами второго и третьего порядка функции внутреннего тепловыделения при решении обратных задач теплопроводности...
Rc-звено второго порядка с активной компенсацией iconПервый пример седловой точки второго порядка на реакционном пути изомеризации системы nh
АНаучно-исследовательский институт физической и органической химии Ростовского государственного университета
Rc-звено второго порядка с активной компенсацией iconИсследование динамики дискретных систем фазовой синхронизации второго порядка с нелинейным фильтром
Работа выполнена в Ярославском государственном университете им. Демидова П. Г. на кафедре динамики электронных систем
Rc-звено второго порядка с активной компенсацией iconУрок в 8 м классе по теме " Реформы Александра Второго"
Цель урока: помочь ученику высказать отношение к реформам Александра Второго через разрешение проблемной ситуации реформы Александра...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница