Гражданская радиосвязь в России (CB, LPD, PMR) Вход     Регистрация

18+ Данный раздел сайта запрещён для просмотра детьми!  

Данный раздел запрещён для просмотра детьми

Материалы данного раздела могут содержать информацию, запрещенную для детей, согласно нормам установленным Федеральным законом "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".
Гражданская радиосвязь / Всё на форуме / Начинающие радиолюбители спрашивают: как работает и почему
Операционный усилитель как интегратор?
 
†Йўзєр кокнут†, теперь без регистрации
  Вот в связи с чем возник этот вопрос:



После прохождения фазового детектора на D2-1 и D2-2 синтезатора частоты импульсы D2-2 опорной частоты кварцевого генератора поступают на фильтр низких частот (R5 и C1) и от ДПКД D2-1 (R6 и C2) на вход 3 (+) и вход 2 (-) операционного усилителя.

Фильтр нижних частот сглаживает импульсы, т.е. получается постоянный ток.

Таким образом на вход операционного усилителя у нас поступает постоянный ток на вход 2 от ДПКД, на вход 3 от опорной частоты кварцевого генератора.

Пусть в данных момент система стабильна, частота опорного генератора совпадает с частой деления генератора. Всё хорошо.

Тут мы изменили ДПКД на 1 единицу больше, соответственно сигналов в фазовый детектор от счётчика придёт меньше, и возникнет сигнал ошибки.

Пусть условно, опорная частота 2 Мгц, частота генератора 6МГц, ДПКД до этого момента была 2 повысили на 1 ед. соответственно стала ДПКД 3, следовательно 6/3=2 (а при делении на 2 было 3).

Таким образом на вход операционного усилителя должен придти сигнал с разностью потенциалов.
У частоты опорного генератора он получается потенциал выше, а у тока от ДПКД меньше.

ВОПРОС 1.

Получается, что частота прямоугольных импульсов пропорциональна напряжению и силе тока?

Чем выше частота тем, тем ток и напряжение больше и наоборот.

Если мы выпрямим импульсный ток с частотой, к примеру 21 МГц и 10 МГц сила тока и напряжения будут разными?

ВОПРОС 2.
Как интегратор сравнивает ошибку???
Можно ли его представить как транзистор условно, где к базе
подключен ток полученный из опорной частоты кварцевого генератора, а на коллектор подано напряжение
от ДПКД.

Когда ток выше опорной частоты, база его ограничивает, поскольку ток от опорной частоты фиксированный.
Когда ток ниже опорной частоты квацрцевого генератора, то база у нас приоткрыта и не препятствует проходу
тока достаточного для уравновешивания системы (по закону Ома), т.е. подтягивает частоту.
Так?
Приложены файлы: f5487-0.png
 
Записано: 3884 дн 3 час 36 мин 26 сек назад (10.08.2013, 13:39:21)

 
†Йўзєр кокнут†, теперь без регистрации
  Сейчас конкретизирую вопросы немного )
1. Если мы выпрямим импульсный ток с частотой 20 МГЦ и 5 МГц в одной цепи в постоянный ток, почему у них будут разные потенциалы?

Условно об этом говорит схема выходов сигналов после диодов и фильтра низкой частоты в операционный усилитель вход 2 и 3, который выдаёт на своём выходе напряжение на генератор для подстройки частоты.

2. Как операционный усилитель подтягивает частоту до нужного значения опорного генератора?
 
Записано: 3884 дн 2 час 52 мин 56 сек назад (10.08.2013, 14:22:51)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл
250 из Новосибирск - Новосибирская обл
  1.
Частота импульсов не важна, важна их длительность.
Что такое длительность импульсов?
Вот импульсы разной длительности, но одной частоты на экране осциллографа:
_|'''''''''|_|''''''''' - длительность условно 9
_|''''|___|''''|_ - длительность условно 4
_|'|____|'|__ - длительность условно 1
В общем, чем дольше по времени в проводе действует, например +5 вольт и чем меньше 0 вольт, тем больше длительность импульса.
При этом частота следования самих импульсов 5 вольт может быть одинаковой... Или разной...
В общем частота - это сколько раз в секунду импульсы повторяются, а длительность, это как долго импульс длиться.
Ещё есть такое понятие как "скважность" - это отношение времени одного колебания и длительности импульса в нём.
Например скважность может быть равной 2, это значит, что 50% времени на выходе устройства есть 5 вольт, а 50% времени на выходе 0 вольт, или может быть равно 3, это значит, что 33% времени на выходе устройства 5 вольт, а 66% времени 0 вольт.
Если изменять длительность (скважность) импульсов, а выход подключить к интегрирующей цепи, то напряжение на выходе такой цепи будет пропорционально скважности, по простой причине: чем больше длительность импульса, тем больше на выходе устройства и соответственно на входе интегрирующей цепи действует напряжение, а чем меньше длительность, тем меньше времени есть напряжение и больше времени его нет.

2.
Например повышая напряжение на варикапе, который как известно как переменная ёмкость и чем на нём напряжение больше, тем меньше его ёмкость и больше частота собственных колебаний контура к которому варикап подключен.
На твоей схеме нет ГУН (генератора управляемого напряжением), есть только концы "вход ДКПД" и "выход", вот тебя это и поставило в ступор.


Альтернативная версия... Всё что вы прочитаете ниже, вы прочитаете на свой страх и риск. Прочитанное может скукожить ваш мозг.


1.
При повышении частоты повышается напряжение, например если у нас есть 220 вольт 50 герц и мы повысим частоту например в 2 раза то напряжение возрастёт в корень квадратный из 2, то есть составит 311 вольт при частоте 100 герц, именно по этому после выпрямителя, который удваивает частоту с 50 до 100 герц напряжение получается 310 вольт.
Это легко проверить - посмотрите в любой импульсный блок питания, например от компьютера, в нём после выпрямителя сетевого напряжения стоят конденсаторы не на 250 или 300 вольт а на 400 или 450 вольт, потому что как только частота импульсов удваивается, так и возрастает напряжение до 310 вольт.
Как работает выпрямитель, как происходит удваивание частоты изображено графически здесь: ссылка на изображение

Так же каждый, думаю обращал внимание что акустические кабели имеют достаточно серьёзную изоляцию, это связано именно с эффектом увеличения напряжения с увеличением частоты.
Смотрите сами:
скажем у нас есть напряжение всего 1 вольт, на частоте 20 Гц, но ведь это звук, а звук бывает частотой до 20000 Гц, а эта частота в 1000 раз больше 20 Гц, по этому из 1 вольта мы получим уже 31 вольт напряжения!
Не забываем что напряжение с частотой увеличивается по формуле:
напряжение = напряжение * sqrt(частота максимальная / частота минимальная)
то есть для нашего случая:
напряжение = 1 * sqrt(20000/20)
Но это 1 вольт на входе усилителя, а на выходе на частоте 20Гц напряжение может достигать величины 20 вольт! Значит на частоте 20000Гц оно будет 632 вольта!!!
Собственно по этому акустические кабели и имеют такую хорошую изоляцию.

Ещё один пример использования этого эффекта: трансформатор Теслы.
На вход трансформатора подаётся 220 вольт с частотой 50 Гц, при работе узлов трансформатора Тесла из 50 Гц получается частота сотни тысяч герц (сотни килогерц), то есть на выходе из 220 вольт с повышением частоты получаются напряжения в тысячи и даже миллионы вольт!
Результат этих высоких напряжений: ссылка на картинку многометровых дуговых разрядов

2.
Операционный усилитель может влиять на частоту опорного генератора по простой причине: основой любого опорного генератора является полупроводниковый прибор - транзистор. Точно такие транзисторы составляют и операционный усилитель. Из школьной физики мы знаем, что если 2 камертона настроенных на одну частоту колебаний поставить на стол, а стукнуть только по одному из камертонов, через некоторое время и второй зазвучит. Происходит это потому, что колебания передаются через твёрдую поверхность стола и второй камертон настроенный в резонанс с первым получает эти колебания и тоже начинает звучать. Точно такое же явление имеет место быть и в микро мире, так называемая "квантовая запутанность частиц", подробнее: Квантовая запутанность - Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Вернёмся к транзисторам и генератору.
Транзисторы в операционном усилители и в генераторе сделаны из одного материала - кремния, и сделаны по очень похожей технологии, то есть транзисторы и там и там, это объекты, имеющие один или очень близкий резонанс. Так как в операционном усилителе транзисторов больше, то управляя операционным усилителем он может управлять одиночным транзистором генератора, находящимся на печатной плате поблизости (как 2 камертона на одном столе, только тут ситуация такая, как если бы звучали 1000 камертонов (транзисторов в ОУ), а не звучал только 1 (транзистор в генераторе)).
Где ещё применяется это явление?
Например, в пультах ДУ телевизоров - специальная микросхема с множеством транзисторов способна даже на довольно большом расстоянии (5 метров и даже 20 метров) управлять одним транзистором в приёмнике датчика телевизора.
Почему пульт ДУ не влияет на все транзисторы телевизора?
Потому что транзисторы в датчике пульта, в пульте ДУ и в самих схемах телевизора делаются по разным технологиям и из разных материалов (в пульте и датчике по одной технологии, в других схемах телевизора по другой).
Вот по этому и существует так много разных транзисторов: PNP, NPN, кремниевые, германиевые, арсенид-галлиевые - что бы в одном устройстве можно было влиять только одними узлами на определённые другие узлы схемы и поэтому так много транзисторов по типу (маркировке).
Промышленность выпускает множество специальных типов транзисторов квантово связанных между собой, подробнее: Комплиментарные пары транзисторов, с краткими характеристиками - насайте Радиокот.
 
Записано: 3883 дн 15 час 55 мин 42 сек назад (11.08.2013, 01:20:05)

 
†Йўзєр кокнут†, теперь без регистрации
  Неа =)
Не скукожился мозг =)))

Ещё очень помогла статья про операционные усилители на сайте схем.нет.
Там прям на пальцах по полочкам всё разложено. =)
http://cxem.net/beginner/beginner96.php

250, спасиба!!!
 
Записано: 3883 дн 8 час 9 мин 24 сек назад (11.08.2013, 09:06:23)

Бессмертный из Новосибирск - Новосибирская обл
Бессмертный из Новосибирск - Новосибирская обл
  надо орендовать зал и провести лекции от 250
 
Записано: 3883 дн 7 час 43 мин 28 сек назад (11.08.2013, 09:32:19)

 
†Йўзєр кокнут†, теперь без регистрации
  И наверное последнее, что ещё осталось уточнить.

Представим ситуацию:
От опорного генератора на ОУ приходит напряжение 5 вольт (неинвертирующий вход + )
От ДПКД приходит напряжение 4 вольта (инвертирующий вход - )
Соответственно, чтобы поддержать частоту генератора на варикапы должно быть подано напряжение 6 вольт. И насколько понял, даже когда потенциал на входах ОУ выровняется по 5 вольт на выходе будет всегда 6 вольт, так как напряжение выхода ОУ должно держать напряжение варикапа на генераторе.
Иначе частота генератора начнёт гулять.
Правильно?
 
Записано: 3883 дн 5 час 32 мин 47 сек назад (11.08.2013, 11:43:00)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл
250 из Новосибирск - Новосибирская обл
  Да, так и будет держать 6 вольт.
Но в реальной жизни есть инертность систем, то есть двигая напряжение с 5 к 6 вольт система проскочит 6 вольт и доведёт его например до 6,2 вольта, в итоге потом вынуждена будет спустить его до 6 вольт, но опять проскочит и опустит до 5,9 потом будет вынуждена идти вверх и опять проскочит доведя до 6,1 вольта ну и потом снова чуть вниз и чуть вверх. Так и будет болтаться.
В реальности эта болтанка в приделах тысячных, стотысячных и даже милионных долей вольта происходит.
 
Записано: 3883 дн 2 час 3 мин 40 сек назад (11.08.2013, 15:12:07)



 
Ник:

Пароль к нику:

Число изображённое крупным шрифтом:


Написать комментарий:
[B] [I] [S] [WWW] [YouTube]

Бросить друзьям ссылку на тему:
Если это интересная тема, дайте людям на неё ссылку:
http://27kb.ru/zou.php?f=901&message=5487


О сайте
Правила сайта
  Обратная связь Рекламодателям
  Сотрудничество   Яндекс.Метрика