Elektronika asbobsozlik
Fazasezgirligini to’g’irlagichli garmonik sinxron detektorlar
Download 1.01 Mb. Pdf ko'rish
|
signallarni sinxron detektorlash usuli yordamida qayd qilishni organish
|
1.4. Fazasezgirligini to’g’irlagichli garmonik sinxron detektorlar
Yuqorida gapirilganidek sinxron detektorlarning asosiy ish rejimlaridan biri bu fazasezgirligini to’g’irlash rejimidir yoki vector kommutatsiyasi chastotasi с qachonki o’lchanayotgan kirish signali chastotasi ga teng bo’lganda. To’g’irlagichli garmonik sinxron detektorga zanjir o’tkazuvchanligi vaqt bo’yicha nosinusoidal (1.14) qonun bo’yicha o’zgaradigan o’lchanuvchi kuchlanish beramiz: u(t)=
i=0
n U iM sin (i c t+ i ), (1.17) yoki vektor kommutatsiyasi y(t) garmonik sinxron chastotalar c
doimiy qo’shiluvchi U 0 tàshkil topgan. (1.14) va (1.17) ifodalarni bir biriga ko’paytirsak quyidagini olamiz: i(t)=u(t) y(t)= i=0
n U iM sin (i c t+ i ) Y M sin c t, yoki: i(t)=Y
M
U o sin c t+U 1M sin
c t sin ( c t+ i )+sin c t i=0
n U iM sin (i c t+ i ) . Garmonik sinxron detektorlarning chiqish tokiga doimiy qo’shiluvchi: I_=Y M
1M /2 cos
1 , (1.18) yoki garmgnik suinxron detektorning sinusoidal sinxron vector kommutatsiyasi garmonikaning nosinusoidal aktiv komponentasi (1.17) ifodadan aniqlanadi [13].
Demak, garmonik sinxron detektorlar fazasezgirligini to’g’irlash rejimida o’lchanayotgan nosinusoidal signalning asosiy garmonikasi (kuchlanish yoki tok) uchun fazasezgir detector bo’lib; bunday sinxron detektorlar yordamida xamma garmonika va o’lchanayotgan signalning nosinusoidal doimiy qo’shiluvchilarining ta’siridan xalos bo’lish mumkin.
Garmonik sinxron detektorlarning xossalari sinusoidal vektor kommutatsiyasi chastotasiga teng bo’lgan faqat bitta chastotadagi signalni qayd qiladi, absolyut chastotani tanlab olishdagi uning katta afzalligidir. Garmonik sinxron detektorlarning absolyut yoki ideal chastotani tanlashi muhim 17
xossalaridandir. O’lchanayotgan signaldagi nosinusoidal garmonikaning ta’siridan toliq qutilish asosiy garmonika vetorini o’lchashda egri chiziqning yo’qotilishini va xalaqit beruvchi signallarda bunday sinxron detektorlardan effektiv foydalanish imkonini beradi.
Belgilab qo’yamiz releyli sinxron detektorlar qisman chastotaviy tanlash xossasiga ega [14].
Sinxron detektorlarning fazasezgirligini to’g’irlash rejimida chiqish signalaning foydali tàshkil etuvchisi diomiy qo’shiluvchi boladi. Sinxron detektorning chiqish signalidagi o’zgaruvchan qo’shiluvchisi ularning foydali doimiy qo’shiluvchisini ajratish detektorlashda olingan natija bo’ladi. Buning uchun doimo, chiqishida faqat foydali qo’shiluvchini o’tkazuvchi va o’zgaruvchan qo’shiluvchini kamaytiruvchi inertsion filtrlardan foydalaniladi. Sinxron detektorlarning chiqish signalidagi o’zgaruvchan qo’shiluvchini to’liq yo’qotish uchun uning chiqishida faqat cheksiz katta vaqt doimiysiga ega bo’lgan tekislovchi filtrlardan foydalanish mumkin. Tekislovchi filtrlar vaqt doimiysining chekli qiymatlarida garmonik sinxron detektorlarning chiqishida tokning uzilib o’zgarishi yoki kuchlanishga o’zgaruvchan qo’shiluvchi bo’ladi, to’liq tekislovchi filtr etishmaydi. Tekislovchi filtrlarda vaqt doimiysini tanlash etarlicha katta, chiqish tokining uzilib o’zgarishi yoki garmonik sinxron detector kuchlanishi uncha katta bo’lmagan ruxsat etilgan kattalikka ega bo’lishi mumkin. Tekislovchi filtrlarning vaqt doimiysi xar doim chekli qiymatga, garmonik sinxron detektorlarning chiqishida o’lchanayotgan signalning yuqori va asosiy garmonikasiga tegishli bo’lgan, amplituda bo’yicha qoldiq pulsatsiya uncha katta bo’lmagan qiymatga ega bo’ladi. Garmonik sinxron detektorlarning ideal chastotaviy tanlovi faqat filtrlarning inertsionligi cheksizlikkacha ortganda etarli bo’ladi, yoki ideal potensialli chastotaviy tanlov deyiladi [15].
O’lchanayotgan signalning nosinusoidal xamm garmonikasining to’liq ta’siridan qutilish sharti qanoatlantirilsa vaqt bo’yicha sinxron detektorda o’tkazuvchanlik zanjirining o’zgarishi qat’iy sinusoidal egri chizig’ida xech qanday yo’qotish bo’lmaydi.
18
Zanjir o’tkazuvchanligini vaqt bo’yicha sinusoidal egri chizig’i formasining og’ishga ta’sirini qisqacha qarab chiqamiz. Mayli zanjir o’tkazuvchanligi egri chizig’i vaqt bo’yicha o’zgaradi, Fur’e qatoriga yoysak, yoki: y(t)=
k=1
n Y kM sin (k t+ k ), bu erda Y kM – amplitude k- zanjir o’tkazuvchanligi garmonikasi tartibi; k – faza. Bunday noideal garmonik sinxron detektorning kirishiga sinusoidal o’lchanadigan kuchlanish beramiz. U holda zanjirdagi tok: i(t)=u(t) y(t)=U M sin ( t+ ) k=1 n Y kM sin (k t+ k ). Bu erdan chiqish tokidagi diomiy qo’shiluvchi: I_=U
M Y 1M /2 cos ( - 1 ), yoki o’lchanayotgan sinusoidal signalning o’tkazuvchanlik egri chizig’i formasi sinusoidadan og’ishi o’lchash natijasi kamchiligiga kirmaydi. Noedeal garmonik sinxron detektorning kirishiga nosinusoidal o’lchanuvchi kuchlanish beramiz. U holda zanjirdagi tok: i(t)=u(t) y(t)= i=1 n U iM sin (i t+ i ) k=1
n Y kM sin (k t+ i ). Bundan tokka doimiy qo’shiluvchi: I_=
i=k=1
n U iM Y kM /2 cos ( i - k ). (1.19) Bu ifodadan ko’rinadiki, zanjir o’tkazuvchanligi egri chizig’ining o’zgarishi vaqt bo’yicha formasi sinusoidadan og’ishi chiqish tokiga doimiy qo’shiluvchi nosinusoidal kirish signali, kirish signali garmonikasining aktiv komponentasining yig’indisidan, sinxron detektorning o’tkazuvchanlik zanjiridagi vaqt bo’yicha o’zgaruvchi sinxron garmonika egri chizig’idagi yo’qotilishi bilan aniqlanadi. O’tkazuvchanlik zanjiridagi vaqt bo’yicha sinusoidal qonun bo’yicha o’zgarishimavjud og’ishidan, yoki mavjud yuqori garmonikali egri chizig’ining o’tkazuvchanligi o’zgarishi garmonik sinxron detektorning ideal potensial chastotasini tanlash xossasini yo’qotadi deb xulosa qilish mumkin [16]. Ifoda
(1.19)dan ko’rinadiki, o’lchanayotgan nosinusoidal signal garmonikasining i- tartibli ta’siri amplituda U iM , o’tkazuvchanlik zanjirining k- 19
tartibli garmonikasiga va bu garmonikalar i va k fazalarining o’zaro bog’lanishiga bog’liq. Bundan garmonikalar sinxron ya’ni k=i bo’lishi kerak. i-tartibli garmonikadan maksimal doimiy qo’shiluvchi: I -M k=i
=U iM Y kM /2.
Demak, U iM = U 1M Y kM = Y
1M dan kirish signalidagi i-tartibli garmonikadan maksimal doimiy qo’shiluvchi: I -M k=i = U 1M
Y 1M /2. Sinxron detektorning i-tartibli kirish signali garmonikasiga chiqish tokidagi doimiy qo’shiluvchining maksimal nisbiy qiymati: I -M k=1
/I_ 1 = U 1M Y 1M 2/2U
1M Y 1M cos 1 = /cos 1 . Keltirilgan chiqish tokiga doimiy qo’shiluvchining maksimal nisbiy qiymati, yani sinxron detektorning chiqish tokiga doimiy qo’shiluvchining maksimali o’lchanayotgan signalning birinchi garmonikasidan, quyidagiga teng I_ 1M =1/2U 1M Y 1M , =I -M k=i
/I -1M
= . (1.20) Ifoda (1.20)dan ko’rinadiki, y(t) egri chiziqda uncha katta bo’lmagan yo’qotishlarga o’lchanayotgan signal garmonikasining hatto etarlicha qiymatlarida ham uning ta’sirini etiborga olmaslik mimkin [17]. Garmonik sinxron detektorlarning fazasezgirligini to’g’irlash rejimida chiqish tokiga doimiy
qo’shiluvchining vector
kommutatsiyasi yo’nalishidagi o’lchanayotgan kuchlanish vektorining aktiv komponentasiga proportsionaldir: I_=U
M Y M /2 cos . O’lchanayotgan kirish kuchlanishi u вх (t) ikki qutbli koordinatalar sistemasida sinxron detektor yordamida o’lchash mumkin, vektor kommutatsiyasi burchakka buriladi, ya’ni vektor kommutatsiya: y(t)=Y
M sin (
c t+ ),
chiqish toki esa: i(t)=Y
M sin (
c t+ ) U
M sin (
c t+ )=Y
M U M /2 – Y M U M /2 cos2 ( c
).
20
Bundan sinxron detektorning chiqish tokiga doimiy qo’shiluvchi o’lchanayotgan kuchlanish vektori U M moduliga proportsional bo’lib, siljish fazasi burchak (o’lchanayotgan signal vektori argumenti) vektor kommutatsiyasi burulishidan foydalanganda graduslovchi fazasozlagich sanaladi. Kirish signali vektorini garmonik sinxron detector yordamida va to’g’ri burchakli koordinatalar sistemasida o’lchash mumkin. Bundan sinxron detektorning chiqish toki: i’(t)=Y
M U M /2 sin +Y M U M /2 sin (2 c t+ ), yani chiqish tokiga doimiy qo’shiluvchi o’lchanayotgan signalning vektor komponentasining kvadrat bilan ifodalangan kattaligi yoki tashqi tasirga javob berishi bilan aniqlanadi [18]. Ifodadan ko’rinadiki, garmonik sinxron detektorlarning chiqish signali, bu signal vektor kommutatsiyasi amplitudasi Y M va o’lchanayotgan kirish signali kattaligi bilan aniqlanadi. Demak, o’lchash jarayonida sinusoidal vektor kommutatsiyasi Y M ning
amplitudasini o’zgarmas bolishligini ta’minlash kerak, bu garmonik sinxron detektorning aniqlangan kamchiligi bo’ladi. Download 1.01 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|