5.7. Импульсные усилители

Импульсный сигнал имеет широкий спектр частот, которые должны усиливаться электронным устройством. Ограничение полосы пропускания усилителя приводит к искажениям формы выходного импульса по сравнению со входным. Наибольшие искажения возникают при усилении сигналов прямоугольной формы.

Параметрами, характеризующими искажения, являются длительности переднего фронта t_ф и заднего склона t_c, спад вершины импульса ΔU_с и выброс на вершине импульса ΔU_B (рис. 5.8).

Из теории известно, что вершину импульса (медленное изменение напряжения) определяет низкочастотная часть амплитудно-частотной характеристики усилителя, а передний и задний склоны (быстрое изменение напряжения) — ее высокочастотная часть. Следовательно, для неискаженной передачи импульсов прямоугольной формы через усилитель верхняя граничная частота F_B полосы пропускания усилителя должна стремиться к бесконечности, а нижняя граничная частота F_H — к нулю. В обычных условиях это практически невозможно выполнить.

Рисунок 5.8. Параметры импульса Рисунок 5.9 Схема импульсного усилителя

Поэтому требования, предъявляемые к t_ф, t_c и ΔU_C зависят от конкретных условий. Во многих случаях выходной импульс считается удовлетворительным, если t_ф = t_c = (0,1...0,2)t_и, относительный спад вершины импульса:

а относительный выброс на вершине импульса:

Схема импульсного усилителя представлена на рис. 5.9.

Раздел IV Реле Тема 6 Электрические реле

6.1. Электромагнитные реле

В системах автоматики и телемеханики одним из наиболее распространенных элементов является реле. Реле — это устройство, которое автоматически осуществляет скачкообразное изменение (переключение) выходного сигнала под воздействием управляющего сигнала, изменяющегося непрерывно в определенных пределах.

Электрическое реле является промежуточным элементом, который приводит в действие одну или несколько управляемых электрических цепей при воздействии на него определенных электрических сигналов управляющей цепи (рис. 6.1).

Основные параметры реле:

• мощность срабатывания Р_ср — минимальная электрическая мощность, которая должна быть подведена к реле от управляющей цепи для его надежного срабатывания, т. е. приведения в действие управляемой цепи. Эта мощность определяется общими электрическими и конструктивными параметрами реле;

• мощность управления Р_у — максимальная электрическая мощность в управляемой цепи, при которой контакты реле еще работают надежно. Мощность управления определяется параметрами контактов реле, переключающих управляемую цепь.

Рисунок 6.1. Структурная схема включения реле в систему автоматического управления:

х- контролируемая величина; Д- датчик; Р- реле; ИУ- исполнительные устройства; К- контакт реле.

Выбор соответствующего типа реле производится на основании значений Р_ср и Р_у, так как эти параметры постоянны для отдельных конструкций реле;

допустимая разрывная мощность Р_р — мощность в цепи, разрываемой контактами при определенном токе или напряжении без образования устойчивой электрической дуги при данном напряжении;

коэффициент управления K_у — величина, характеризующая отношение управляемой мощности к мощности срабатывания реле: K_у= Р_у/Р_ср ≥ 1;

время срабатывания t_cp — интервал времени от момента поступления сигнала из управляющей цепи до момента начала воздействия реле на управляемую цепь. Допустимое значение t_cp определяется необходимой быстротой передачи сигнала в управляемую цепь.

Существующие типы реле можно классифицировать по следующим основным признакам:

назначению — управления, защиты и сигнализации;

принципу действия — электромеханические (электромагнитные, нейтральные, электромагнитные поляризованные, магнитоэлектрические, электродинамические, индукционные, электротермические), магнитные бесконтактные, электронные, триггерные (бесконтактно-электронные), фотоэлектронные, ионные;

измеряемой величине — электрические (тока, напряжения, мощности, сопротивления, частоты, коэффициента мощности), механические (силы, давления, скорости, перемещения, уровня, объема и др.), тепловые (температуры, количества теплоты), оптические, силы звука и других физических величин (времени, вязкости и др.);

мощности управления — маломощные с мощностью управления Р_у ≤ 1 Вт, средней мощности с Р_у = 1... 10 Вт, мощные с Р_у > 10 Вт;

времени срабатывания — безынерционные (t_ср ≤ 0,001 с), быстродействующие (t_cp = 0,001...0,050 с), замедленные (t_ср = 0,15... 1,00 с), реле времени (t_cp > 1 с).

Наиболее распространены электромеханические реле, в которых изменение входной электрической величины вызывает механическое перемещение подвижной части — якоря, приводящее к замыканию или размыканию контактов.