6-laboratoriya ishi parallеl tеbranish konturining tadqiq etish ishning maqsadi

7 - LABORATORIYA ISHI (2 QISM)


INTEGRALLOVCHI ELEKTR ZANJIRLARINI TADQIQ ETISH


Ishning maqsadi: -passiv va aktiv integrallovchi zanjirlarning (IZ) amaliyotda uchraydigan sxemalarini o’rganish;
-IZning har xil kirish kuchlanishlari va elementlari parametrlarida zanjir chiqishidagi signallar shakllarini eksperimental tekshirish.


1. Nazariy ma’lumotlar

Zamonaviy telekommunikatsion tizimlari, impuls texnikasi, hisoblash texnikasi va boshqa sohalarda shunday chiziqli elektr zanjirlari (ChEZ) keng qo’llaniladiki, ularning chiqish klemmalaridagi u₂(t) signallar ularning kirishi kuchlanishidan u₁(t) olingan integralga proportsional bo’ladi

,
bunda - proportsionallik koeffitsienti.
Bunday ChEZ integrallovchi zanjirlar deb ataladi.
Aksariyat ketma-ket ulangan rezistor va kondensatordan (7.1,a-rasm) iborat bo’lgan passiv IZ qo’llaniladi. Chiqish kuchlanishi u₂ kondensator S dan olinadi.

7.1-rasm. Passiv IZ sxemalari: a) RC-zanjir; b) RL-zanjir

7.1,a-rasmda keltirilgan RC-zanjirning uzatish funktsiyasi quyidagi shaklga ega

. (7.1)
IZning tavsifiy tenglamasi

bitta ildizga teng



bunda
τ q RC - zanjirning vaqt doimiysi.
Qoniqarli integrallashni amalga oshirish uchun zanjirning integrallash doimiysi impuls davomiyligidan juda katta bo’lishi zarur, ya’ni
qRC>>t_i,

bunda t_i – kirish signalining davomiyligi.

Vaqt doimiysi  q RC yoki  q L G’R qancha katta bo’lsa, integrallash aniqligi shuncha yuqori bo’ladi. Ammo, vaqt doimiysi juda ham katta bo’la olmaydi, chunki bunda chiqish kuchlanishi juda kichik qiymatga aylanadi. 7.2-rasmda IZning kirish klemmalariga to’g’ri burchakli musbat ishorali yakki kuchlanish (7.2,a-rasm) va bipolyar to’g’ri burchakli signal (7.2,b,v-rasm) berilgandagi kirish u₁ va chiqish u₂ signallarining grafiklari keltirilgan.

7.2-rasm. Passiv va aktiv integrallovchi zanjir kirish u₁ va chiqish u₂ kuchlanishlari diagrammalari

Kompleks shakldagi kuchlanini integrallashga kompleks kuchlanishning j qiymatga bo’linishi mos keladi, shuning uchun ixtiyoriy to’rtqutblik quyidagi ifoda shartini bajarsa, u integrallovchi zanjir bo’ladi

U₂(jω)≈U₁(jω)G’j

yoki, boshqacha shaklda keltirganda

H(j) U₂(jω)G’U₁(jω)q1G’j q (1G’ω) exp(-90 ⁰).
10.1,a-rasmdagi zanjir uchun
(7.2)
Demak, ideal IZ H() 1G’ amplituda-chastotaviy tavsifiga ega bo’lishi yoki
RC>>1 yoki f >>(1G’2)RCq(1G’2)qf₀ G’2π (7.3)
tengsizlik bajarilishi zarur.

7.3-rasm. Passiv integrallovchi RC-zanjirlarning AChT
(Rq100 kΩ, Cq50 nF, τq5ms., f₀ q1G’τ q200Hz)

Integrallovchi RC-zanjir FChTdan (7.1,a-rasm) shu ko’rinadiki, f q f₀ q q 1G’ τ q 1G’RCq200 Hz. chastotada va kuchlanishni uzatish koeffitsienti H(f₀) q qU₂G’U₁q0,155 bo’lganda kirish va chiqish kuchlanishlari orasidagi fazalar farqi φ(f₀) q 80, chastota ikki marta f q 2f₀ q 400 Hz. ortgandagi va kuchlanishni uzatish koeffitsienti H(2f₀) qU₂G’U₁q0,08 bo’lgan holatda fazalar farqi φ(2f₀) q 85⁰ va integrallash sifati anchagina yuqori. Kuchlanishning o’n marta kuchsizlanishi esa chastota fq300 Hz.da va fazalar farqi φ q 83⁰ bo’lganda ko’riladi. Bundan shunday xulosa chiqarish mumkinki, berilgan passiv integrallovchi RC-zanjirda berilgan chastota f uchun vaqt doimiysi  ni aniqlash uchun ikkinchi variantni tanlaymiz. Buning uchun

f q 2f₀q2G’τ,
undan  q 2G’fq2T. (7.4)

Ushbu holatda IZning chiqishidagi kuchlanish kirishdagiga nisbatan U₁ G’U₂ q 12,5 marta kichik bo’ladi.

IZlarni kirish signallariga nisbatan davomiyligi kattaroq va frontining qiyaligi kichikroq bo’lgan chiqish signallarini olish uchun ishlatiladi. Bunday zanjirlar turli funktsiyalarni bajaradi. Masalan, impuls shovquni ta’sirini kamaytirish imkonini beradi, uzunligi bo’yicha farq qiladigan signallarni amplitudasi bo’yicha farq qiladigan signallarga aylantirib beradi va h.k. Qisqa impulslar ta’sir qilganda kondensator to’liq zaryadlanishga ulgurmaydi, davomiyligi katta bo’lgan ta’sirda esa – ulguradi, shu sababli zanjir chiqishidagi kuchlanishlar orasida farq yuzaga keladi. (7.3-rasm).
Passiv IZlar kichik aniqlikka ega bo’lishi sababli, analog texnikasi amaliyotida invertorlovchi operatsion kuchaytirgich (OK) va RC-zanjirlar asosida qurilgan aktiv integrallovchi zanjirlar (AIZ) qo’llaniladi.
Invertorlovchi OK asosida qurilgan IZning printsipial sxemasi 7.4-rasmda keltirilgan.

7.4-rasm. OK asosidagi aktiv IZ sxemasi

7.5-rasm. IZ yordamida amplitudali modulyatsiyalangan to’g’ri burchakli impulslarning o’ramasini ajratib olish
ARC integratorning operatsion uzatish funktsiyasi (7.3-rasm) quyidagi ko’rinishda bo’ladi
(7.5)
Tavsifiy tenglamasi F₂(p)q0, ya’ni
(1Q)RCpQ1q0
>>1 va p₁ 1G’ quyidagi ildizlarga ega
p₁q -1G’(1Q)RCq-1G’(1Q).
Bundan shuni ko’rish mumkinki, OKni qo’llash natijasida vaqt doimiysi  marta ortar ekan, ya’ni
_aq1G’ p₁  .
OKda  ning qiymati birnecha ming birlikni tashkil etganligi sababli, passiv IZ ma’lum aniqlikda bajarilayotgan integralanish oralig’i, OK qo’llaganda keskin ortadi.
Bunday IZning chiqish klemmalaridagi kuchlanish quyidagi ifoda bilan anqlanadi
(7.6)
Tenglamaning o’zgarmas tashkil etuvchisi u_C(0) – sig’imdagi boshlang’ich kuchlanish bo’lib, tq0 dagi boshlang’ich shartni ifodalaydi. Maxsus usullar yordamida ixtiyoriy boshlang’ich shartlarni amalga oshirish mumkin. Bundan buyon u_C(0) q 0 deb qabul qilamiz.
Agar kirish kuchlanishi o’zgarmas bo’lsa, chiqish kuchlanishi quyidagi ifoda yordamida aniqlanadi
(7.7)
ya’ni chiqish signali vaqt bo’yicha chiziqli ortib boradi (7.2,a-rasm). Shuning uchun ko’rilayotgan sxema chiziqli ortayotgan, chiziqli pasayyotgan yoki arrasimon kuchlanishlar uchun yaroqli bo’ladi (7.2,b-rasm).