7 laboratoriya ishi (1 qism) differentsiallovchi elektr zanjirlarini tadqiq etish ishning maqsadi

Differentsiallovchi elektr zanjirlarini tadqiq etish

7 - LABORATORIYA ISHI (1 QISM)
DIFFERENTSIALLOVCHI ELEKTR ZANJIRLARINI TADQIQ ETISH
Ishning maqsadi - kirish signalining ko’rinishlari turlicha bo’lgan passiv va aktiv differentsiallovchi zanjirlarni nazariy va tajriba yo’llari bilan tekshirish.
1. Nazariy ma’lumotlar
Differentsiallovchi zanjir (DZ) deb shunday to’rtqutblikka (TQ) aytiladiki, ularning chiqishidagi kuchlanishning funktsiyasi kirish kuchlanishi hosilasiga teng bo’lsin. Bunda a - o’zgarmas koeffitsient.





a - DZning umumiy belgilanishi; b - passiv RC-DZ va v - passiv RL-DZ.
7.1-rasm. Differentsiallovchi zanjirlar:
Amaliyotda passiv va aktiv DZlar mavjud. Oddiy ikki elementli RC- va RL-zanjirlar (7.1, a va b-rasmlar) ma’lum shartlar bajarilishi bilan passiv DZlar deb qaralishi mumkin. Ushbu shartni qanoatlantiruvchi RC-zanjirlar (7.1,b-rasm) ancha keng qo’llanadi. Ular kirish qismi uchun Kirxgofning ikkinchi qonuni quyidagicha yoziladi

.
Shunda qarshilikdagi kuchlanishlar pasayuvi sig’im kuchlanishidan ancha kichik u_R





(7.1)
bo’ladi, bunda τ = RC – zanjirning vaqt doimiysi deyiladi.
Bundan ko’rinadiki, RC-zanjir u_Rτ signal davomiyligi t_i dan ancha kichik τ<_i bo’lganda differentsiallovchi zanjir bo’lar ekan.
Barqaror rejimdagi garmonik ta’sir uchun RC-zanjir (7.1,b-rasm) kompleks uzatish funktsiyasi quyidagicha bo’ladi:

(7.2)
Bunda bo’lgandagi RC-DZning kompleks uzatish funktsiyasi quyidagicha bo’ladi:


(7.3)
bunda zanjirning AChTdir;


esa, zanjirning FChT.
Passiv RC-DZning kamchiligi shundaki, barcha talablarga javob beruvchi differentsiallash amalini bajarish uchun juda kichik vaqt doimiysi τ = RC bo’lishi talab etiladi, oqibatda, sig’im S ning miqdori juda kichik bo’lishiga, differentsiallanuvchi singalning katta kuchsizlanishiga va katta xatoligiga olib keladi.

Operatsion kuchaytirgichli (OK) aktiv DZ ancha kichik differentsiallash xatosiga ega (9.2,a-rasm).

7.2-rasm. OKli aktiv DZ

Printsipial sxemasi - a) va operator sxemasi - b)
Operator uzatish funktsiyasini almashtirish sxemasidan (7.2,b-rasm) olamiz

(9.4)
bunda OKning kuchlanish bo’yicha kuchaytirish koeffitsienti;


DZ shoxobchalari operator o’tkazuvchanligi.
OKli aktiv RC-DZning operatsion uzatish funktsiyasi quyidagi ifoda bilan aniqlanadi


(7.5)
7.2,a-rasmda keltirilgan zanjirning tavsifiy tenglamasi



Bu tavsifiy tenglamaning ildizi quyidagicha aniqlanadi



Agar bo’lsa, aktiv differentsiallovchi RC-zanjirning vaqt doimiysi



passiv RC-zanjirning vaqt doimiysidan ancha kichik bo’ladi τ_a<<τ. (7.5) ifodadan shuni ko’rish mumkinki, bo’lganda aktiv (9.2,a-rasm) DZning (7.2,a-rasm) kompleks uzatish funktsiyasi


aktiv DZnikidan (7.3) faqat ishorasi «minus» bilan farq qiladi. Bunga sabab inversiyali (elementlari o’rni o’zgartirilgan) OK ishlatilganligidir.
Shuni ta’kidlash zarurki, OKli aktiv DZ (7.2,a-rasm) kuchlanishning kuchaytirish koeffitsienti juda katta (μq10⁵-10⁶) va OKning kirish qarshiligi yuqori (R_vxq1…3 MOm) bo’lishi sharti sababli uning shovqindan himoyasi past bo’lganligi uchun amaliyotda ishlatilmaydi.
DZning chiqishidagi signal shaklini aniqlash zarur bo’lganda uning kirish klemmalaridagi signaldan vaqt bo’yicha olingan hosilaga mos keluvchi grafikni chizish zarur. Buning uchun, kirish kuchlanishi grafigining bir nechta nuqtalariga urinma o’tkazib, ular og’ish burchaklari tangensiga proportsional bo’lgan oniy qiymatlar grafigini chizish kerak.

Bunday grafiklar namunasi 7.3-rasmda keltirilgan.

7.3-rasm. Kirishdagi kuchlanishlar vaqt diagrammasi
va ularning hosilalari
Vaqt doimiysi  qRC qiymatlari turli bo’lgan passiv DZ (7.1-b rasm) kirishiga bir qutbli to’g’ri burchakli impulslar davriy ketma-ketligi ko’rinishidagi kuchlanish u₁ berilgandagi chiqish klemmasi kuchlanishlari u₂ 7.4-rasmda keltirilgan.

Impuls texnikasida   t_u bo’lgandagi (7.4-rasmga qarang) bo’lgandagi ish

7.4-rasm. S=50 nF va R = (0,5; 1; 1,5; 2) kΩ, U =1 V va f =1 kHz bo’lgandagi DZning kirish u₁ va chiqish u₂ kuchlanishlari vaqt diagrammalari
Birinchi holda DZ to’g’ri burchakli impulslarni qisqa bipolyar impulslarga aylantirish uchun xizmat qiladi. Ikkinchi holda DZ ajratuvchi zanjir bo’lib xizmat qiladi.