מגבר מתח גבוה לשליטה באלמנטים פיזואלקטריים. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מגבר מתח גבוה לשליטה באלמנטים פיזואלקטריים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מעצב חובב רדיו

ממירים פיזואלקטריים קרמיים של אות חשמלי לתנועה מכנית משמשים בציוד מדידה ומערכות אופטיות. ממירים אלה חייבים להיות מופעלים על ידי פולסי מתח בעלי משרעת משמעותית (עד 100 V). המגבר המתואר במאמר מאפשר לך לפתור בעיה זו.

תדר התהודה הטבעי של מתמרי הזזת אותות פיאזואלקטריים המשמשים במערכות מכשירים לשחזור תנועה מדויק נע בין יחידות לעשרות קילו-הרץ, והקיבולת שלהם נעה בין עשרות אלפים למאות אלפי פיקופאראד. מאפייני עומס אלו חייבים להילקח בחשבון בעת תכנון מגברים כדי להבטיח יציבות של המערכת כולה. התיאוריה והפרקטיקה של בניית מערכות המבוססות על ממירים כאלה מוצגות בפירוט ב-[1].

רוחב הפס התדר של המגבר באזור הליניארי חייב להיות גדול פי כמה מתדר התהודה הטבעית של הממיר. במקרה זה, בשימוש במגבר משוב מתח, הוא ידכא את תנודות התהודה של הממיר בעת עיבוד הפקודה. אות הכניסה מוזן לכניסה של מגבר דיפרנציאלי המורכב ב-Op-amp DA1 (ראה תרשים), מה שמאפשר להפחית הפרעות במצב משותף. נגדים R1, R2 ו-R3, R4 חייבים להיות מזווגים לפי התנגדות עם דיוק של לא פחות מ-0,1%.

(לחץ להגדלה)

יחד עם האות המוגבר, אות מערכת ההפעלה מהמחלק ההתנגדות R2R7, המחובר במקביל לעומס BQ10, נשלח לכניסה ההפוכה של OP-amp DA5 דרך הנגד R1. הערך הנומינלי של האות בכניסה של המגבר DA1 עם ערכי הנגדים R1-R7, R10 המצוינים בתרשים הוא 5 וולט, מתח המוצא בעומס יהיה 100 וולט.

השינוי ברווח בתוך פס המעבר אינו עולה על +20%, וזה די מקובל עבור היישום המתואר של המגבר. מעגל תיקון מערכת ההפעלה R9C2 מבטל עירור עצמי של מגבר ה-RF עקב נוכחות הקיבול שלו של טרנזיסטורי שלב המוצא. הרווח של מגבר OP DA2 באזור תדר זה תלוי ביחס R9/R6. מומלץ לבחור ביחס זה פחות או שווה לאחדות, והקיבול של קבל C2 צריך להיות מינימלי, אך להבטיח היעדר עירור עצמי של המגבר. ההשפעה של מעגל זה על תדרים נמוכים קטנה מאוד.

חלק המתח הגבוה של המכשיר מורכב מקדם מגבר (VT1-VT3) ומגבר הספק (VT4-VT7).

הקדם-מגבר מורכב באמצעות מעגל קקוד באמצעות טרנזיסטורים של מבנים שונים [2] - VT1, VT2. זה מאפשר לך לקבל את התפוקה המקסימלית של הקדם-מגבר ושל המגבר כולו בכללותו. העומס של שלב הקדם-מגבר הוא מקור הזרם בטרנזיסטור VT3.

בהיעדר אות כניסה, זרם של כ-17 mA זורם דרך נגדים R18, R1,2, והנפילת המתח הכוללת על פני נגדים אלו היא כ-1,5 V. מכיוון שמתח זה מופעל למעשה על צומת הפולט של הטרנזיסטורים VT4 ו-VT5, הם פתוחים וזורמים דרכם זרם שקט במעגל: VT4 (צומת פולטים), R22, R24, R25, R23, VT5 (צומת פולטים). זרם שקט זה הוא 0,5 mA. ערכו נבחר, מצד אחד, להגביל את ההספק המופצים על ידי טרנזיסטורי המוצא לרמה המאפשרת להם לפעול ללא גופי קירור, ומצד שני, להפחית עיוות חולף מבלי לצמצם את רוחב הפס של התדר.

השימוש במקור זרם כעומס אספן עבור טרנזיסטור VT2 נובע ממספר סיבות. המתמר הפיאזואלקטרי במצב סטטי כמעט ולא צורך זרם (אנו יכולים להניח כי מדובר בקבל), וכדי לשמור על ערך מתח נתון על פניו, שלב הגברה הספק אחד בטרנזיסטורים משלימים VT4, VT5 מספיק. כאשר מתקבלת דופק פקודה (תנופה מ-0 ל-5 וולט וחזרה ל-0) בכניסת המגבר, על מגבר ההספק לטעון במהירות את קיבול העומס ל-100 וולט ולאחר מכן לפרוק אותו לאפס. קצב השינוי של מתח המוצא יהיה פרופורציונלי ישירות לזרם דרך ממיר BQ1.

בעת הטעינה זורם זרם מהחוט החיובי של ספק הכוח, בעיקר דרך טרנזיסטור VT6, שיחד עם טרנזיסטור VT4 יוצר טרנזיסטור מורכב. פריקה מסופקת על ידי הטרנזיסטור המרוכב השני VT5VT7. כאשר מעובד פולס פקודה של קוטביות שלילית, הטעינה מתרחשת דרך אותם טרנזיסטורים - VT5, VT7.

דיודות VD8-VD13 והנגדים R24, R25 יוצרים יחידה להגבלת ערך הזרם המרבי ביציאת המגבר במהלך תהליכים חולפים בערך של 120 mA בקירוב. יש לציין כי יחידה זו אינה מגינה מפני מעגלי עומס חירום ארוכי טווח. כאשר העומס מקוצר, הספק מתפזר על טרנזיסטורי המוצא - כ-15 וואט. דיודות VD14, VD15 מגנות על טרנזיסטורי מוצא מפני פולסי מתח הנגרמים מהאפקט הפיאזואלקטרי הישיר.

המגבר משתמש נגדי MLT; קבלים C1, C3, C5, C6 - K73-17 עבור מתח 160 V, C2, C4 - KM-6, C7 - נציץ; ניתן להחליף את מגבר ההפעלה KR544UD2A ב-K140UD23A או K140UD23B, ואת הטרנזיסטורים KT850B ו-KT851B ניתן להחליף ב-2T882A ו-2T883A, בהתאמה.

הגדרת המגבר צריכה להתחיל בטעינתו עם קבל עם קיבולת השווה לקיבול של ה-piezoelement עצמו, ולאחר מכן לבדוק את יציבות הפעולה כאשר הוא נטען על ידי piezoelement. בעת בדיקת המגבר המתואר, העומס היה אלמנט פיזואלקטרי צינורי עם קיבול פנימי של 0,01 μF העשוי מקרמיקה TsTS-19. רוחב הפס התדר של מגבר המתח הגבוה באזור הליניארי הוא 60 קילו-הרץ. קצב העלייה של מתח המוצא כאשר מתח הכניסה משתנה בדרגה מאפס ל-+5 וולט ויורד לאפס הוא 2 V/µs.

ספרות

Nikolsky A. A. כוננים חשמליים סרוו דו-ערוציים מדויקים עם piezocompensators. - מ.: Energoatomizdat, 1988.
Horowitz P., Hill W. The Art of Circuit Design. ת' 3. - מ': מיר, 1993.

מחבר: א' אורלוב, נוגינסק, אזור מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף מעצב חובב רדיו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

ראייה מלאכותית 21.04.2000

קבוצה של מדענים אמריקאים בראשות וו. דובל יצרה מערכת ראייה מלאכותית לאנשים שאיבדו לחלוטין את הראייה.

העין המלאכותית היא מצלמת טלוויזיה מיניאטורית המחוברת לעדשה הימנית של משקפיים כהים. התמונה ממנה נכנסת למחשב נייד ומומרת לדחפים חשמליים, המועברים באמצעות כבל ישירות למוח באמצעות אלקטרודות מושתלות.

לפיתוח המכשיר "שימש" במשך תקופה ארוכה מטופל בשם ג'רי, שאיבד את ראייתו לאחר פגיעת ראש. הניסויים איתו החלו ב-1978, אז הושתלו במוחו 68 אלקטרודות פלטינה. כתוצאה מ-20 שנות מאמצים, ניתן היה למצוא מתחים בטוחים של דחפים חשמליים הנשלחים למוח, כדי להתאים את תדירותם וצורתם כך שתיווצר תמונה יציבה בראשו של אדם עיוור.

המטופל יכול לקרוא אותיות בגובה 5 ס"מ במרחק של עד 2 מ'. למשקפיים חיישן מרחק לייזר המפחית את הבהירות של עצמים מרוחקים. זה מאפשר לך לנווט בחלל. כדי לצפות בטלוויזיה, מספיק לחבר טלוויזיה או וידאו למשקפיים במקום מצלמת טלוויזיה. ייצור סדרתי של איברי ראייה מלאכותיים מתוכנן לאמצע השנה. לעבודתם מספיק כוחו של מחשב עם תדר של 233 מגה-הרץ ו-32 מגה-בייט של זיכרון RAM.

הופעת ה-cybervision היא צעד חשוב לקראת יצירת היברידית בין אדם למחשב. חיבור המוח למחשב יספק גישה ישירה למאגרי מידע ענקיים על מדיית זיכרון נשלפת.

עוד חדשות מעניינות:

▪ אוטובוס ימי

▪ נשים עסוקות נשארות בריאות

▪ נוירונים זוכרים טעם

▪ סוללות מבוססות נייר

▪ שבב BLE CC2640R2

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר הגנת ברקים. בחירת מאמרים

▪ מאמר דבר בפני עצמו. ביטוי פופולרי

▪ מאמר מה זה בז? תשובה מפורטת

▪ מאמר חומצת סוס. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר סוגי סוכר. מתכונים וטיפים פשוטים

▪ מאמר רדיוטלפון מיניאטורי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר