18.2. Активні пристрої корекції

Загальна схема активного пристрою корекції з підсилювачем постійного струму приведена на рис.18.6. Завдяки великому коефіцієнту підсилення ППС, який складає, як правило, не менше декількох десятків тисяч, передатна функція коректора з високою точністю визначається виразом

,                                                        (1)

де знак мінус відображає протилежну полярність сигналів u₁ і u₂. За допомогою активного коректора можна реалізувати різні передатні функції, зокрема, передатні функції майже ідеального диференціювання і інтегрування.

 

Рис.18.6.Загальна схема активного пристрою корекції

 

Змінюючи зміст операторів повних опорів Z₁(s) i Z₂(s) і значення їх параметрів, можна одержувати коректори з різноманітними частотними характеристиками. Для зміни полярності сигналу корекції потрібно послідовно з коректором включити інверсний підсилювач з коефіцієнтом передачіk_п= -1. Його схема визначається рисунком 18.6 при умові, що Z₁=Z₂=R.

Схеми ідеальних інтегратора і диференціатора, побудовані на ППС, були розглянуті при вивченні відповідних ланок, тому тут зосередимо увагу на схемі на рис. 18.7, за допомогою якої можна одержати достатньо складні ЛАЧХ для потреб корекції.

Передатну функцію цього коректора легко одержати у вигляді

,                                            (2)

де k=R₃/R₁,  t₁=(R₁+R₂)×C₁,  t₂=R₄C₂,  T₁==(R₃+R₄)×C₂,  T₂= R₂×C₁t. 

АЧХ цього коректора має вид

,                                               (3)

тому ЛАЧХ дорівнює

.  (4)

Графік асимптотичної ЛАЧХ, побудований за виразом (4), показаний на рис.18.7.

 

 

Рис.18.4. Схема і ЛАЧХ пасивного коректора комбінованого типу

 

Характер ЛАЧХ залежить від співвідношення між елементами схеми і, як наслідок, від співвідношення між параметрами T_1, T₂, t₁, t₂. Початкове значення ЛАЧХ L₁=lg k, а кінцеве значення  

 

Задачі

1.     Синтезуйте електричну схему ланки послідовної корекції з передатною функцією W_к(s)=0,01·s+1.

2.     Синтезуйте електричну схему пристрою послідовної корекції з передатною функцією W_к(s)= 1/(0,001s+1).

3.     Синтезуйте електричну схему пристрою послідовної корекції з передатною функцією W_к(s)=-10/(0,001s+1).

4.     Знайдіть ПФ і побудуйте ЛЧХ активного коректора з паралельним R₁C₁ – ланцюжком у вхідній вітці і опором  R₂ у вітці зворотного зв’язку при R₁=100 кОм,  С₁=100 нФ,  R₂=500 кОм.

5.     Знайдіть ПФ і побудуйте ЛЧХ активного коректора з послідовним R₁C₁ – ланцюжком у вхідній вітці і опором  R₂ у вітці зворотного зв’язку при R₁=100 кОм,  С₁=100 нФ,  R₂=500 кОм.

6.     Запишіть передатну функцію і побудуйте логарифмічні частотні характеристики інтегрувального RC-ланцюга при R=10 Ком і  C=500 нФ.

7.     Запишіть передатну функцію і побудуйте логарифмічні частотні характеристики диференціального  RC-ланцюга при  R=10 КОм і  C=500 нФ.

Контрольні питання

1.            Як визначити передатну функцію пасивної схеми коректора?

2.            Як визначити передатну функцію активної схеми коректора?

3.            Покажіть асимптоти ЛАЧХ для ланки з ПФ k/(Ts+1).

4.            Покажіть асимптоти ЛАЧХ для ланки з ПФ k∙(ts+1).

5.            Покажіть схему, частотні і часові характеристики RC-ланцюжка інтегрувального типу.

6.            Покажіть схему, частотні і часові характеристики RC-ланцюжка диференціального типу.

7.            Покажіть схему, частотні і часові характеристики „ідеального” інтегратора.

8.            Покажіть схему, частотні і часові характеристики „ідеального” диференціатора.

9.            Покажіть схему підсилювача з коефіцієнтом передачі -1.

10.       Покажіть схему  підсилювача, який не змінює полярності сигналу.

11.       Які вимоги потрібно врахувати при послідовному сполученні пасивних схем корекції?

12.       Покажіть схему форсувальної ланки і графіки її частотних характеристик.

13.        Покажіть схему форсувальної ланки і приведіть формули для розрахунку величин k і C при заданій величині τ.