 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Короткі теоретичні відомості. Для фільтрації напруги при порівняно невеликих струмах навантаження (до ампера) застосовуються транзисторні фільтри
Для фільтрації напруги при порівняно невеликих струмах навантаження (до ампера) застосовуються транзисторні фільтри. При правильно вибраному режимі роботи транзистор володіє різко різним опором змінному і постійному струму:
r k = Δ U kэ / Δ I k; r 0= U kэ / I k; r k>> r 0.
Це властивість транзистора аналогічно властивості дроселя, тому його слід включати послідовно з навантаженням замість дроселя фільтру. Режим роботи транзистора повинен вибиратися так, щоб робоча точка знаходилася на горизонтальній ділянці статичної характеристики (мал. 5).
За умови Iе=const будь-яка зміна напруги на вході схеми фільтру приведе лише до переміщення робочої точки А по характеристиці праворуч або ліворуч, майже не викликаючи зміни струму колектора Iк. Отже, напруга на навантаженні E 0 = I к R н = const.
Оскільки характеристики транзистора не строго горизонтальні, то на виході транзисторного фільтру відчуватиметься пульсація напруги на навантаженні, але значно менша, ніж на вході фільтру. Додаткове згладжування пульсацій забезпечується конденсатором (див. рис. 5).
Для підтримки постійності струму емітера Iе в схемі фільтру використаний ланцюжок С2R1 з великою постійною часу. Якщо нехтувати опором переходу емітер-база, то струм емітера рівний I е= E C2/ R 1, де E C2 - напруга на конденсаторі C2.
 |  | ||
а) б)
Рис.5. Колекторні характеристики транзистора (а), що ідеалізуються, і схема транзисторного фільтру (б)
Завдяки великій постійній часу C2R1, напруга на конденсаторі С2 за час одного періоду пульсації не встигає змінитися істотно. Тому струм Iе практично залишається постійним. Постійна часу
τ = C 2 R 1=2(1+α r k/ R 2)/ ω п,
де 
- коефіцієнт підсилення транзистора за змінним струмом. При цьому R1 і С2 визначаються співвідношеннями R 1=0.25(1-α0) R 2; C 2=8(1+α r k/ R 2)/ (1-α0) R 2.
де α0= I 0е/ I 0k - коефіцієнт посилення транзистора по постійному струму; Iеэ, I0к постійні складові струмів емітера і колектора, рівні відповідно постійним струмам на вході 
і на виході I0 фільтру.
Опір R2 служить для установки заданого режиму роботи транзистора по постійному струму і величина цього опору вибирається залежно від струму навантаження I0.
Максимальний коефіцієнт згладжування транзисторного фільтру, за 
, дорівнює
K с макс= r k ω п С 3 α0 R н / (1-α0) R 2. (11)
Коефіцієнт корисної дії фільтру через параметри схеми визначається виразом
η ф= α02 R н/[ R 1+((1-α0) R 2)].
Індуктивність, еквівалентна дії транзистора у фільтрі,
L экв= r k/2 m п f с, Гн.
Недоліки
1) Обмежений допустимий рівень пульсацій на вході і на виході, через що транзистори застосовуються тільки в схемі П-подібного фільтру.
2) Неприпустимість навіть короткочасних режимів короткого замикання на виході.
3) Залежність параметрів фільтру від температури навколишнього середовища.
4) Необхідність перебудови режиму роботи транзистора для різних струмів навантаження.
Контрольні питання
1) Чому транзисторний фільтр виконується по схемі П-подібного фільтру?
2) Яким вимогам повинен відповідати транзистор в згладжуючому фільтрі?
3) Від чого залежить і як визначити Кс досліджуваної схеми фільтру?
4) Яке вплив величин резисторів R1 і R2 на параметри фільтру?
5)Із яких міркувань вибирають ємкість конденсатора С3? 6) Як підрахувати еквівалентну індуктивність транзистора в досліджуваному фільтрі?
7) Чи залежить KC від фазності схеми випрямляння?
8) З яких міркувань вибирають ємкість конденсатора C2? 9) Чи залежить згладжуюча дія фільтру від режиму роботи транзистора по постійному струму?
10) Як необхідно вибрати режим роботи транзистора, щоб отримати високий ККД фільтру?
11) Які Ви знаєте способи збільшення КС фільтру?
12) Яку реакцію надає досліджуваний фільтр на схему випрямляння?
13) Які переваги і недоліки транзисторного фільтру?
14) Які типи транзисторів застосовуються і схемах згладжуючих фільтрів?
Поиск по сайту: