Видеокурс по SIMATIC STEP 7


Усилители электрических сигналов

Усилители электрических сигналов
Методика расчета и проектирования усилителей электрических сигналов достаточно подробно описана в специальной литературе. Поэтому здесь рассмотрим лишь некоторые вопросы, связанные с использованием усилителей в геодезических приборах. Различают усилители постоянного тока, предназначенные для усиления немодулированного сигнала; усилители переменного тока, предназначенные для усиления гармонического сигнала; импульсные усилители.

Одним из важных требований, предъявляемых к усилителям электрического сигнала, является требование сохранения формы усиливаемого сигнала (линейные и нелинейные искажения). Линейные искажения обусловлены в усилителе наличием реактивных элементов - емкостей и индуктивностей. Для оценки линейных искажений в усилителях используют амплитудно- и фазово-частотные характеристики, устанавливающие зависимость изменения коэффициента усиления и фазы от изменения частоты электрического сигнала. Под полосой пропускания электронного усилителя понимают диапазон частот в между нижней и верхней в граничными частотами усилителя, при которых усиление отклоняется на заданную величину от усиления, принятого за номинальное (до уровня 0,707 по напряжению или току).
По полосе пропускания усилители разделяют на избирательные и широкополосные.

Нелинейные искажения в усилителях обусловлены наличием в усилителе элементов с нелинейными характеристиками. Поэтому при усилении сигналов гармонической формы сигнал на выходе усилителя имеет несинусоидальную форму. В выходном сигнале помимо основной гармоники, имеющей частоту входного сигнала, будут присутствовать гармоники высшего порядка.

Усиление переменного электрического сигнала с минимальными нелинейными искажениями можно получить, если усилитель будет представлять собой линейный четырехполюсник. Такой характеристикой в наибольшей степени приближения обладает усилитель на сопротивлениях, в силу чего он является основным типом усилителя для автоматических приборов геодезического назначения.

Коэффициент усиления усилителя, а следовательно, и число его каскадов выбирают в зависимости от мощности сигнала датчика, мощности исполнительных элементов измерительной системы и уровня допустимых искажений и шумов.

Для получения стабильного коэффициента усиления по всей полосе частот проводят коррекцию частотных характеристик каскадов усилителя на основе исследования его амплитудно-частотных характеристик.

Во многих случаях усилитель автоматической аппаратуры геодезического назначения должен работать в условиях изменения мощности входного сигнала в широких пределах, например при изменении мощности светового потока, приходящего на измерительное устройство из-за изменения метеоусловий на трассе распространения оптического луча и т. д.

В этом случае в схему усилителя необходимо вводить устройство автоматического регулирования усиления (АРУ) или устройство автоматической регулировки чувствительности (АРЧ).

Под воздействием АРУ изменяется коэффициент усиления усилителя пропорционально увеличению крутизны входного сигнала.

Сигнал, снимаемый с датчика, часто содержит не только полезную информацию, но и различного рода помехи. Помехи, кроме того, порождает и сам усилитель.

Для селекции полезного сигнала от помех в автоматических измерительных геодезических системах применяют различные методы. Одним из наиболее эффективных и простых из них является использование узкополосного усилителя. Избирательность в усилителях достигается за счет введения частотно-зависимой отрицательной обратной связи.

Отрицательная обратная связь в усилителях может быть применена и для изменения ряда характеристик усилителя: повышения стабильности усиления, снижения уровня нелинейных искажений и собственных шумов.

Автоматизированная система управления

При большой механизации техническими средствами служат счетно-перфорационные машины (СПМ) и создаваемые на их...

Использование АСУ

В процессе управления руководителю приходится использовать информацию как функционирующую в системе управления, так и литературную...

Пакеты прикладных программ (ППП), расширяющие возможности ЭВМ, представляют собой комплекс программ для типовых процессов...