Принцип работы схем АРУ

[Pavel Erikov]

Здравствуйте! Подскажите пожалуйста какой принцип работ у схем АРУ, которые я прикрепил к вопросу. Я знаю, что обе схемы поддерживают баланс амплитуд, но как это работает? Стабилитрон задает уровень выходного сигнала, а выпрямление выходного напряжения осуществляется диодом, но опять-токи как это работает? Может кто-нибудь пожалуйста подробно рассказать про принцип работы, двух этих схем.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Delfin]

А вы знаете, зачем вообще нужно АРУ ? И, кстати, где у схемы вход и где выход?

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Pavel Erikov]

@Delfin Да знаю. А на счет входа, выхода затрудняюсь ответить.

Прочитал про диоды и стабилитроны и по идее, принцип первой схемы, (в которой используются диоды) заключается в том, что при малом выходном напряжении, диоды закрыты, отключена ООС и работает только ПОС, что обеспечивает хорошую генерацию сигнала. При определенном же напряжении диоды открываются, в следствии включается ООС, что приводит к стабилизации амплитуды. Принцип второй схемы, заключается в том, что при большем напряжении, открывается стабилитрон, из-за чего портится синусоида, но лучше держится уровень сигала.

Но я сомневаюсь, что это точный и подробный ответ на вопрос.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[dodik]

32 минуты назад, Pavel Erikov сказал:

что это точный и подробный ответ на вопрос.

Для любителя этого достаточно . Вряд ли здесь будет изложено намного подробней . Да и смысла нет , поскольку эти схемы искажают сигнал .

[Borodach]

1 час назад, Delfin сказал:

И, кстати, где у схемы вход и где выход?

А ничего, что это просто генераторы ...?

[Lexter]

14 часов назад, Pavel Erikov сказал:

... какой принцип работы у схем АРУ, которые ... поддерживают баланс амплитуд

"На пальцах" - чтобы генератор генерировал, должен поддерживаться баланс фаз (сумма фаз в кольце ПОС на частоте генерации должна равняться 360 градусов) и баланс амплитуд (коэффициент передачи должен равняться единице). В генераторах без АРУ средний К=1 обеспечивается ограничением выходного сигнала упором в напряжения питания. Упёрлось - коэффициент усиления резко упал, в среднем ровно единица. Но форма сигнала в таком случае будет ближе к меандру. Чтобы получить форму выходного сигнала ближе к синусу, применяют "мягкое" ограничение, когда коэффициент усиления с ростом уровня выходного сигнала уменьшается не резко, а более плавно. Это схемы типа как вы привели. У них форма выходного сигнала ближе к синусу, но всё же с большими искажениями.
Чтобы иметь выходной сигнал абсолютно синусоидальный, коэффициент усиления должен быть равен единице постоянно, при любом уровне напряжения на выходе. Для этого в цепь АРУ ставят схемы измерения действующего значения выходного синусоидального сигнала. У таких схем есть время выхода на режим (пока усреднится несколько периодов), поэтому у таких генераторов амплитуда выходного сигнала устанавливается с переходным процессом, тем более длительным, чем ближе к синусоидальному надо формировать выходной сигнал.
Существуют схемы и с мгновенным измерением действующего значения синусоидального сигнала, например с использованием квадратурного преобразования. У них длительность переходного процесса срабатывания АРУ практически равна нулю.

Изменено 29 ноября, 2021 пользователем Lexter

[Pavel Erikov]

@dodik Я написал преподавателю, но он сказал что все неверно... Я уже не знаю, что ему отвечать.

[Pavel Erikov]

Я прочитал про принцип работы диодов и стабилитронов, и в целом про генератор на основе моста Вина (это же правильное название схемы?) Так вот, что я понял про схему с диодами: Если по каким-либо причинам амплитуда напряжения на выходе Uвых увеличилась, то увеличится амплитуда полуволн тока, проходящих через диоды. Но это приведет к тому, что для каждого диода уменьшится дифференциальное сопротивление. Это эквивалентно уменьшению сопротивления в цепи между выходом операционного усилителя и его инвертирующим входом. Такое уменьшение, приводит к уменьшению коэффициента усилителя на основе ОУ, охваченного отрицательной обратной связью (ООС). В результате выходное напряжение уменьшится, возвратившись к исходному значению.

И звучит логично, если большое выходное напряжение, то оно проходит через диоды, которые грубо говоря изменяют что нужно и далее сигнал поступает на инвертированный вход, и получается новое стабилизирующее напряжение.

Про схему с стабилитронами немного сложней в плане понимания, т.к. он подключен обратным образом, то он работает как резистор с большим сопротивлением, и если выходное напряжение большое, то оно уменьшается и так же подается на инвертированный вход. В принципе работы с диодами я уверен, но со стабилитронами информации в интернете я не могу никак найти, так что основываясь на его принципах работы предположил. Подскажите пожалуйста прав ли я? А что происходит если выходное напряжение не достаточное для пробоя?? Ведь на выходе мы получаем синусоиду, значит оно не просто "съедается" стабилитроном. И для чего нужен второй стабилитрон? Просто чтобы отгородить первый? Ведь он подключен прямым образом и работает как обычный диод. 

P.s.

Я кажется понял, мне помогла прикрепленная картинка. У меня возник вопрос "А что происходит если выходное напряжение не достаточное для пробоя??" из-за того, что я забыл как работает сопротивление, а оно работает как шланг, если я буду подавать много воды, то выход будет один и тот же, но если я подам мало воды (напор меньше будет), то она так и вытечет с таким же напором. Единственное, что мне не понятно, так это куда идет вода из "перелив"?

Изменено 1 декабря, 2021 пользователем Pavel Erikov

[Zawinul]

Правильно. Мост Вина.

Цитата

Так вот, что я понял про схему с диодами: Если по каким-либо причинам амплитуда напряжения на выходе Uвых увеличилась,

Всё верно про принцип, кроме "по каким-то причинам увеличилась". Причина одна - в таких схемах коэф. передачи по цепи ПОС всегда вибирается бОльшим, чем по ООС, что означает неизбежный рост амплитуды до тех пор, пока диф. сопротивление открывающихся диодов не уравняет эти коэфициенты.

Про схему со стабилитронами. В ней всё то же самое. Просто,амплитуды будет выше, т.к. стабилитроны начинают проводить при большем напряжении. Итак, для каждой полуволны имеем цепочку: открытый стабилитрон + обратно включённый стабилитрон, который суть просто диод. Итого, напряжение ограничения прмерно равно V_стабилитрона(зависит от выбранного типа) + Vдиода(0,6 В примерно).

Второй стабилитрон нужен для симметрии. Чтобы обе волны ограничивались одинаковым образом. А иначе получился бы генератор с асимметричным сигналом - одна полуволна такая, другая - сякая.

Цитата

У меня возник вопрос "А что происходит если выходное напряжение не достаточное для пробоя??"

Такого не может быть, т.к. схема проектируется так, чтобы ПОС преобладала до тех пор, пока не начнут открываться ограничивающие элементы (я об этом уже писал). Это означает рост напряжения с момента включения схемы до наступления баланса амплитуд. А если, всё же, это вых. напряжение "недостаточно" (именно в кавычках), то схема просто не будет генерировать сигнал. Т.е. на выходе не будет вообще никакого напряжения - ни достаточного, ни недостаточного.

Изменено 1 декабря, 2021 пользователем Zawinul

[Pavel Erikov]

@Zawinul А может ли появится тепловой пробой у стабилитрона в такой схеме? Если да, то это считается минусом схемы? 

[Delfin]

Любой тепловой пробой может считаться минусом. 

[Pavel Erikov]

@Delfin А может ли этот пробой случится в моей схеме? 

[J_Ohm]

Нет, если не нагревать специально. С чего вы решили, что тепловой пробой возможен в данной схеме?

[Pavel Erikov]

@J_Ohm мне показалось, что в теории выходное напряжение может быть слишком большим, что приведет к тепловому пробою. У моих одногруппников для защиты вопрос, какая схема лучше, и узнав принцип работы обоих схем я предположил, что из-за возможности теплового пробоя, схема со стабилитронами хуже.

[Zawinul]

19 часов назад, Pavel Erikov сказал:

А может ли появится тепловой пробой у стабилитрона в такой схеме?

+ вопрос о сравнении двух схем из последнего поста.

Есть два способа ответить себе на этот вопрос.

1) Включить элементарную логику. Чем отличаются две ваши схемы? В первой в ООС работают по диоду на каждый полупериод + резистор, во второй - стабилитрон + диод (в каждом полупериоде стабилитрон выполняет разные функции - то он диод, то стабилитрон) + резистор. Если в первом случае нет опасения, что диоды пробьются, то с какого перепугу им пробиться во втором случае?

Или так: тепловой пробой - это пробой от чрезмерного тока. Вопрос, откуда во второй схеме появится сто....тысячекратный ток (по сравнению в первой схемой), способый убить этот стабилитрон?

2) Просто посчитайте ток через стабилитрон. Возьмите стабилитрон, скажем, 4,7 В и последовательный с ним резистор 100 Ом...1 кОм (более низкоомные резисторы в таких схемах обычно не встречаются). Посмотрите, по какому пути течёт через стаб. ток. Посчитайте пиковый ток через него в самом тяжёлом случае - в момент подачи в схему напряжения питания. На выходе ОУ в этот момент может быть + или - 15 В (при питании рейл-ту-рейл ОУ от +/- 15 В) и сравните его с макс. допустимым даташитным значением для самых маломощных стабилитронов, какие отыщите.

Я уже молчу о том, что подавляющее большинство типов ОУ ограничивают ток на своих выходах где-то на уровне 20...60 мА, болше - значительно реже. Это тоже о логике - просто сравнить макс ток стабилитрона и макс. вых. ток ОУ. И это без учёта высокоомного R5, через который и протекает "стабилитронный" ток.

 

 

 

 

Изменено 2 декабря, 2021 пользователем Zawinul