Курсовая работа: Разработка системы автоматического управления положением объекта

Справочные данные на резисторы приведены в таблице 8:

Таблица 8

Обозначение	Тип	Сопротивление, кОм	Отклонение, %	Мощность, Вт
R17	С2–33H	4,3	5	0,125
R18	C2–33H	4,3	5	0,125
R19	С2–33H	22	5	0,125
R22	C2–33H	4,3	5	0,125
R24	C2–33H	22	5	0,125
R20	С2–33H	4,3	5	0,125

Блок №4: Фазочувствительный выпрямитель

Для того чтобы извлечь низкочастотный сигнал из модулированного колебания нельзя воспользоваться фильтрами, так как низкочастотный сигнал входит в состав модулированного колебания не как слагаемое, а как сомножитель. Нелинейное преобразование модулированного колебания, используемое для получения низкочастотного сигнала, реализуется в демодуляторах. В системах управления в качестве демодуляторов применяются выпрямители, у которых полярность выходного напряжения должна зависеть от фазы, а величина от амплитуды входного напряжения. Такие демодуляторы называются фазочувствительными выпрямителями (ФЧВ). ФЧВ представляет собой управляемый двухполупериодный выпрямитель, схема которого представлена на рисунке 13.

Рисунок 13

ФЧВ имеют два входа: сигнальный и управляющий (коммутирующий). Если на сигнальный вход подано гармоническое переменное напряжение , а на управляющий – напряжение той же частоты , то напряжение на выходе выпрямителя определяется соотношением:

где – постоянный коэффициент;

- фазовый сдвиг между напряжениями и .

Рисунок 14

На первой временной диаграмме показан входной амплитудно-модулированный сигнал. Огибающая показана пунктиром. На второй временной диаграмме показан выходной сигнал ФЧВ, представляющий собой выпрямленное напряжение, меняющее полярность при смене фазы входного сигнала на 180 градусов. Ключ работает синхронно с входным сигналом. Если возникает фазовый сдвиг между входным сигналом и сигналом управления ключом, то среднее значение выпрямленного сигнала уменьшается. При сдвиге на 90 градусов среднее значение становится равным нулю.

Состояние ключа определяет работу схемы. Рассмотрим два варианта:

1. Ключ замкнут. На не инвертирующем входе усилителя формируется ноль, при этом ток через резистор отсутствует. Схема работает как инвертирующий усилитель. Выходной сигнал определяется по формуле:

2. Ключ разомкнут. Сигнал идёт на не инвертирующий вход. При этом напряжение . Через резистор тока нет, и усилитель работает как неинвертирующий.

Для того чтобы коэффициенты передачи в обоих случаях были одинаковыми необходимо выполнить условие:

Недостаток схемы: различное входное сопротивление при замкнутом и разомкнутом состояниях ключа (либо равно бесконечности, либо ).

В нашем случае фазочувствительный выпрямитель будет работать как повторитель, поэтому в схему не будем включать резистор . Из этого также следует, что резистор . Примем их равными 10 КОм.

Для дальнейшей работы с получившимся сигналом его следует отфильтровать. Для этого после ФЧВ поставим фильтр нижних частот.

В качестве элементной базы для ФЧВ выберем:

– Усилители на микросхемах К140УД7, справочные данные которых приведены в таблице 9.

Таблица 9

Обозначение	Тип	UПИТ , В	Ток питания, мА	UВЫХ , В
DA1	К140УД7	5–20	3	11
DA2	К140УД7	5–20	3	11

– резисторы, характеристики которых приведены в таблице 10:

Таблица 10

Обозначение	Тип	Сопротивление, кОм	Отклонение, %	Мощность, Вт
R1	С2–33H	10	5	0,125
R2	C2–33H	10	5	0,125
R4	С2–33H	10	5	0,125

– стабилитроны, характеристики которых приведены в таблице 11: