Diferențiator - antiteza integratorul pe un scop funcțional; semnalul său de ieșire este proporțională cu rata de schimbare în timpul Ui semnalului de intrare. t. e. Uo = -RS (dui / dt), practica Differentiator din Fig. 3, și având problema de sustenabilitate, deoarece un astfel de dispozitiv este un al doilea sistem de comandă și poate provoca oscilații amortizate la anumite frecvențe (de obicei, mai mari), care au confirmat prezența rezonanței „vârful“ la răspunsul său de frecvență (Figura 3b).
În circuitul derivator modificat (fig. 4a) se introduce suplimentar rezistor Ri, care netezește răspunsul de frecvență al Differentiator și astfel previne apariția oscilațiilor parazite. Rezistență Ri opredelyaetcya rezistor de exprimare. în care 2F0 K0 - produsul din lățimea lățimii de bandă câștig de op-AMP (acest parametru este adesea denumit OS Q). Când este indicat în Fig. 4, iar valoarea Ri de răspuns de frecvență diferențiator ia forma prezentată în Fig. 4b, care arată că câștigul la o frecvență de 39 kHz audio au scăzut aproape 30 dB (vezi. Figura 3b.), Și asta înseamnă. că la această frecvență oscilații parazite sunt reduse cu 30 dB. Diferențiator din Fig. 4b este un dispozitiv cu o impedanță mare de intrare. Într-adevăr, în cazul limită (la înaltă frecvență), intrarea rezistenței diferențiator egală cu rezistența rezistorului R la intrarea neinversoare a op amperi.
Când reducerea rezistenței de amortizare rezistor Ri a schemei de pe ecranul osciloscopului poate fi observată o creștere în fenomene tranzitorii cu valoare durată după începerea simulării ( „acordeon“ în Fig. 4d). Pentru cazul coeficientului de transmisie a semnalului de intrare de undă sinusoidală Differentiator definită de revendicări. K = Uo / Ui = RC = 2fRC = 1 * 2 * 10 -6 * 30 * 10 -9 0189. Măsurarea folosind forme de undă în Figura 4, amplitudinea semnalului r Ui și Uo în modul ZOOM, vom verifica validitatea formulei de mai sus.
Principalul criteriu pentru selectarea OS pentru diferențiatori este 6ystrodeystvie său - OS trebuie să aleagă o rată ridicată a ucis și o valoare ridicată a produsului din câștigul pe frecvența de tăiere superioară (adică un câștig mare în zona). Cu toate acestea, acest lucru nu exclude necesitatea unui rezistor suplimentar Ri.
Figura 4. diferentiatori practice de circuit.
La proiectarea integratori și diferențiatori este esențială, și, de asemenea, selectați tipul de condensator. Având în vedere că alegerea este cel mai adesea limitată la condensatoare cu un dielectric, în acest caz, trebuie să aibă în vedere faptul că acestea au capacitatea de a acumularea necontrolată a taxelor. Acest fenomen se numește absorbția, a cărei esență este după cum urmează.
Pentru scurtcircuit a încărcat condensatorul C (partea principală a containerului, datorită polarizării rapidă) este descărcat. În același timp capacitatea de Ca (.. Din container datorită polarizării lent respectiv absorbție încărcare) nu va avea timp să se descarce deoarece rata de descărcare va fi determinată de un timp mare constant Ca (Ra + Ry), în care Ru - rezistența la scurgere. După deschiderea încărcarea reziduală a plăcilor condensatorului capacitanță de Ca redistribuită încet între capacitances Ca și C pentru a crea o anumită tensiune pe plăcile condensatorului. Această tensiune reziduală va fi doar o parte din tensiunea inițială, iar după atingerea valorii maxime va scădea treptat, cu timpul, datorită auto-descărcare a condensatorului.
tensiune reziduală la tensiunea de încărcare, exprimată în procente, se numește coeficientul de absorbție Ka. Valoarea Ka depinde de condițiile de testare și, în special, de încărcare timp T1, T2 timp și timpul de scurtcircuitarea TK Uost stabilirea tensiunii reziduale. De obicei, T2 = selectat 2. 5; la valoarea creșterea în continuare Ka este redus semnificativ; creștere în T1 și T2 conduce la creșterea Ka. Valorile Ka indică, în general, la T1 = TOR = 5..15 min. Pentru multe tipuri de condensatoare, aceste valori nu oferă o imagine corectă a valorii maxime posibile a coeficientului de absorbție, care poate fi obținută în timpul încărcării continue, de ordinul a zeci de ore, și o astfel de TK timp, care corespunde valorii maxime a Uost.
Cu o capacitate în creștere de tensiune condensator Uost scade rata de ucis, și pentru că la valori mai mici de timp, scăderi de valoare TK Ka. Pentru valori suficient de mari de valoare T3 Ka de capacitate nu depinde.
Coeficientul de absorbție este de interes nu numai în dispozitivele de automatizare pentru proiectarea și echipamentele de măsurare, în care taxa reziduală pe condensatoarele pot denatura în mod semnificativ rezultatele intenții, ci și pentru siguranță în timpul instalațiilor de întreținere care utilizează condensatoare vyssokovoltnyh. Prin urmare, astfel de plante sunt de obicei echipate cu rezistor de evacuare special sau alte dispozitive cu descărcare care asigură gradul dorit de siguranță în vederea fenomenelor de absorbție. În unele cazuri, rezistența de descărcare este construită direct în condensator. Atunci când alegeți un pic de rezistență se bazează de obicei pe cerința ca o perioadă de cel mult 30 de secunde după deconectarea tensiunii condensator la ieșire a scăzut la un nivel sigur.
Pentru condensatoarele disponibile comercial lCa cu T1 = 15 min și TK = 3 min, în intervalul de la 0,01% până la 15% ftorplastovyh ceramică, iar la T1 = 25 h și TK = 5..10 și 0,05 ore, respectiv 47%.
Schema de investigare a procesului de absorbție (Fig. 5a) cuprinde o sursă de tensiune de testare Ui directă, de încărcare și descărcare R1 și R2 rezistențe controlate de program întrerupătoare S1, S2. destinate să definească necesare intervalelor temporale T1 și T2. Să ne amintim că aceste comutatoare sunt setate (relativ la începutul ciclului de simulare, adică după disjunctorul în colțul din dreapta sus), după intervale de timp: Timpul pe (Ton) - ON timp și timp liber (Toff) - oprire timp t f .. la statutul de timp cheie este Toff - Ton. Pentru acest circuit, acești parametri au următoarele valori: ON timp - 0.1 (5.1) s, off-time - 5 (6.1) cu (în paranteze sunt valorile parametrilor pentru S2-cheie), adică T1 = 5 ... T2 = 1.
Din rezultatele simulării prezentate în Fig. 5b se poate observa că în cazul în care T3 timp pentru a selecta starea T1 = T2 = 1, tensiunea reziduală Uost în jur de 3, adică coeficientul de absorbție în acest caz este Ka = 100 Uost / Ui = 100 * 3/10 = .. 30%
Figura 5. Diagrama de modelare a proceselor de absorbție în condensatoarele (a) și măsurătorile oscilografice ale (b).