Reja: a Ketma-ket balansli kuchaytirgichlar

AVTOTRANSFORMATORLAR. ALMASHTIRUV SAEMASI VA UNING PARAMETRLARI
Reja:
a) Ketma-ket balansli kuchaytirgichlar
b) parallel balansli kuchaytirgichlar
v) defferensial kuchaytirgichlar
Ko‘pincha avtomatik nazorat va boshqarish, radioo‘lchash sistemalari kabi radioelektron qurilmalarda tok kuchi va kuchlanishning o‘ta sust (Gersning bo‘laklariga teng chastotali) o‘zgarishlarini kuchaytirish talab qilinadi. Bunday tebranishlarni kuchaytirish uchun qo‘llaniladigan kuchaytirgichning o‘tkazish sohasi noldan ( ) boshlanishi kerak. Shunga ko‘ra o‘tkazish sohasi dan biror _в qiymatgacha yetadigan past chastotali kuchaytirgich - o‘zgarmas tok kuchaytirgich deb ataladi.
O‘zgarmas tok kuchaytirgichning xarakterli belgisi shuki, ularda tashqi nagruzka zanjiriga kuchaytirilgan tebranishning ham o‘zgarmas, ham o‘zgaruvchan tashkil etuvchisi uzatiladi. Shuning uchun bog‘lovchi zanjirning o‘tkazish sohasi quyi chastota tomonidan chegaralanmagan bo‘lishi kerak. Bu degan so‘z, yuqorida ko‘rilgan kuchaytirgichlaridagi kabi kaskadlar orasida ajratuvchi kondensator yoki transformatorlardan foydalanish mumkin emas. O‘zgarmas tok kuchaytirgichning kaskadlari o‘zaro galvanik bog‘lanishda bo‘ladi. Uning eng sodda usuli bir kaskadning chiqishini keyingi kaskadning kirishiga bevosita tutashtirishdir. Lekin bunday ulanish har bir kaskadning o‘zgarmas tok bo‘yicha ish rejimini o‘zgartirib yuboradi. Shuning uchun ularni moslash chorasi ko‘rilishi shart. Ulardan biri sxemaga tok bo‘yicha manfiy teskari bog‘lanish kiritishdir. 1- rasmda ikki kaskadli o‘zgarmas tok kuchaytirgichning sodda sxemasi ko‘rsatilgan.



1-rasm. O‘zgarmas tok kuchaytirgich.

Unda Т₁ tranzistorning kollektori Т₂ tranzistorning bazasi bilan bevosita tutashtirilgan. Shuning uchun ularning potensiallari o‘zaro teng bo‘ladi. Bazalarga beriladigan siljitish kuchlanishi esa son jihatdan kollektor kuchlanishi bilan keyingi kaskadning emitter kuchlanishi ayirmasiga teng. Masalan, Т₂ tranzistor uchun U_б2=U_к1-U_э2 Unda U_э2=I_э2  R_э2 va hakozo. Shuning uchun baza kuchlanishining kerakli qiymatini R_э rezistor qarshiligini o‘zgartirib tanlash mumkin. Lekin bazadagi siljitish kuchlanishining qiymati katta emas(voltning bo‘laklari), ya’ni U_к  U_б. Shuning uchun tarmoqlardagi tok I_э1=I_э2 bo‘lishi uchun R_э ni orttirish, R_к ni kichraytirish kerak. Ikkala holda ham kuchaytirish koeffitsiyenti kichrayadi. Chunki R_к ning kichrayishi kuchaytirish koeffitsiyentini bevosita kichraytirsa, R_э ning ortishi tok bo‘yicha manfiy teskari bog‘lanish chuqurligini orttiradi. Demak, umumiy kuchaytirishni orttirish uchun kaskadlar sonini ko‘paytirish maqsadga muvofiq emas.

O‘zgarmas tok kuchaytirgichning asosiy kamchiligi ishining nostabilligidir. Manba kuchlanishining o‘zgarishi, sxema elementlarining o‘zgarishi va boshqalar kuchaytirgichning ichki zanjiridagi tok kuchi va kuchlanishni o‘zgartiradi. Bu o‘zgarish kuchaytirish pog‘onalarida kuchaytirilib, kirish signali ta’sir etmaganda ham kuchaytirgichning chiqishida biror o‘rtacha miqdor atrofida o‘zgarib turadigan kuchlanishni hosil qiladi. Past chastotali kuchaytirgichlarda bu kuchlanish kuchaytirish stabilligiga ta’sir etmaydi. Ammo o‘zgarmas tok kuchaytirgichlarida ularning ta’siri kuchli bo‘ladi. Kuchaytiriladigan signalning kattaligi va tabiati shu o‘zgarishlarga o‘xshash bo‘lganligi uchun foydali signalni ulardan farqlash qiyin bo‘lib qoladi. Signal kuchlanishiga bog‘liq bo‘lmagan holda chiqish kuchlanishining vaqt bo‘yicha o‘z-o‘zidan o‘zgarishi kuchaytirgich nolining og‘ishi – dreyfi deb ataladi.
Nolning dreyfi vaqt birligi ichida ichki o‘zgarishlari hisobiga kuchaytirgichning chiqishida hosil bo‘ladigan kuchlanishni hosil qilaoladigan kirish kuchlanishiga son jihatdan teng kuchlanishdir.(uning kattaligi soatiga bir necha millivoltgacha yetishi mumkin). Uni keltirilgan dreyf deb ataladi.
Keltirilgan dreyf kuchaytirgichning sezgirligini ifodalaydi. Uni aniqlash uchun dreyf kuchlanishi U_дчиқ ni (kuchaytirgichning kirish klemmalari qisqa tutashtirilgan holda olingan) kuchaytirish koeffitsiyentiga bo‘lish kerak.
Dreyfni kamaytirish uchun kuchaytirgich sxemasida turg‘un ishlaydigan elementlardan foydalaniladi; ta’minlash manbalari turli stabilizatorlar yordamida stabillanadi.
Ko‘rib chiqilgan o‘zgarmas tok kuchaytirgich bevosita kuchaytirishli kuchaytirgich deb ataladi. Uning kamchiliklarini kamaytirish uchun ko‘priksimon – balans sxemaga o‘tiladi. Ularga defferensial va operatsion kuchaytirgichlar misol bo‘ladi.

Fizikaviy tajribalar texnikasida va radioelektronikaning ko‘p sohalarida elektr tebranishlarini hosil qiladigan qurilmalar katta ahamiyatga ega.

O‘zgarmas tok manbai energiyasini biror shakl va chastotali o‘zgaruvchan tok (kuchlanish) energiyasiga aylantirib beruvchi qurilma elektr signali generatori deb ataladi. Ayrim hollarda maxsus rejimda ishlovchi yuqori chastotali katta quvvatli kuchaytirgichlar ham elektr signali generatori deyiladi. Qurilmada hosil qilinayotgan tebranishning chastotasi va shakli chiziqli bo‘lmagan element xususiyatlariga va qurilmaning sxemasiga bog‘liq bo‘ladi.
Uyg‘otilish — tebranish hosil qilish usuliga qarab generatorlar tashqi va ichki turtki ta’sirida ishlovchi generatorlarga ajratiladi.
Tashqi turtki ta’sirida uyg‘onadigan generatorlar, asosan, rezonans kuchaytirgichdan iborat bo‘lib, aslida tebranish manbai bo‘lmay, balki kam quvvatli signalni kuchaytirib beradi, xolos. Ular yuqori chastotali generator hisoblanadi. Tebranish chastotasi nagruzka konturining rezonans chastotasiga teng bo‘lib, amplitudasi tashqi kuch bilan belgilanadi. Bunday generatorlarda tebranish chastotasi kvars kristali orqali berilishi mumkin (kvars generatorlari).
Ichki turtki ta’sirida uyg‘onadigan generatorlar o‘z-uzidan tebranish hosil qiluvchi generator bo‘lib, ular avtogenerator deb ham ataladi. Ularda tebranish chastotasi va amplitudasi qurilmaning xususiy parametrlari orqali belgilanadi.
Tebranish shakliga qarab generatorlar garmonik va garmonik bo‘lmagan - relaksatsion tebranish generatorlariga ajratiladi.
Tebranishining shakli sinuslar (kosinuslar) qonuni bo‘yicha o‘zgaradigan tebranish ishlab chiqaradigan generatorlar garmonik tebranish generatori deb, aks holda esa, garmonik bo‘lmagan- relaksatsion tebranish generatori deb ataladi.
Garmonik tebranish generatorlari past va yuqori chastotali generatorlarga bo‘linadi. Ularga RC va LC - generatorlar misol bo‘ladi.
Qurilmada tebranish hosil bo‘lish hodisasi generatsiya deb ataladi. Uning vujudga kelishi uchun ma’lum shartlar bajarilishi kerak. Ularni generatsiya shartlari deb ataladi.
Kuchaytirgichlarda musbat teskari bog‘lanish ( = 0) bo‘lganda kuchay-tirish koeffitsiyentining teskari bog‘lanish parametri K ortishi bilan o‘sishini, kuchaytirish jarayoni stabilligi kamayishini aniqlagan edik. Ana shu nostabillik o‘z-o‘zidan tebranish hosil bo‘lishining zarur sharti deb qabul qilinadi. Haqiqatan ham
(1)
shartlar bajarilganda sistemaniig natijaviy kuchaytirish koeffitsiyenti K_т cheksizga aylanadi. Bu sistemaga chekli amplitudali signal ta’sir etganda uning chiqishida cheksiz amplitudali tebranish hosil bo‘lishi kerakligini ko‘rsatadi. Lekin cheksiz amplitudali tebranish fizikaviy ma’noga ega emas. Shuning uchun (1) ifoda qurilmaning chiqishida chekli amplitudali tebranish hosil bo‘lishi uchun kirish signalining hojati yo‘qligini ko‘rsatadi. Bu sistemaning o‘z-o‘zidan uyg‘onishidir.
Demak, har bir o‘z-o‘zidan uyg‘onuvchi generator musbat teskari bog‘lanishli kuchaytirgichdan iborat bular ekan. Unda kirish signali vazifasini U_т teskari bog‘lanish kuchlanishi bajaradi (1-rasm). Shunga ko‘ra (1) ifoda generatsiya shartlari deb ataladi. Uning birinchi ifodasi fazalar balansi yoki fazalar sharti deb, ikkinchisi esa, amplitudalar balansi yoki amplitudalar sharti deb ataladi.



1-rasm. O‘z o‘zidan uyg‘otuvchi generatorning blok sxemasi.

Fazalar sharti teskari bog‘lanish zanjirining U_т chiqish kuchlanishi U_c kirish signalining o‘rnini bosa olishini ifodalasa, amplitudalar sharti bu kuchlanishning tebranishni tutib turish uchun yetarliligini ifodalaydi.

K, , _к va _ kattaliklar chastotaga bog‘liq miqdorlardir. Shuning uchun (1) generatsiya shartlari yo yakka chastota uchun, yoki bir vaqtda bir necha chastota (chastota spektri) uchun bajarilishi mumkin. Agar ular yakka chastota uchun bajarilsa, generator sinusoidal (kosinusoidal) tebranishlar hosil qiladi va garmonik tebranishlar generatori bo‘ladi. Agar generatsiya shartlari chastotalar spektri uchun bajarilsa, garmonik bo‘lmagan tebranishlar hosil bo‘ladi va generator relaksatsion tebranish generatori bo‘ladi.
Shuni aytish kerakki (1) generatsiya shartlari tebranish hosil bo‘lishining zarur shartidir. Lekin hosil bo‘ladigan tebranishlarning statsionar amplitudasi va tebranish shaklini baholash uchun yetarli emas.
Amaliy jihatdan amplitudalar sharti birdan kattaroq qilib olinadi (K1). Bu hosil qilinadigan tebranishlar amplitudasining o‘sishini ta’minlashi kerak. Lekin generator kuchaytiruvchi elementining xarakteristikasi egri chiziqli bo‘lgani uchun uning cheksiz o‘sishiga yo‘l qo‘ymaydi, ya’ni amplitudaning o‘sishini chegaralaydi.