Електрика; Фізична лабораторія та процес бакалаврату STL; d; s промисловий 2008; Вивчення фільтра; АТ
Electricité bac STL лабораторна фізика та промислові процеси 2008.
Вивчення фільтра; АТ і компаратор в зборі.
Для усунення «паразитних напруг» (шуму) розміщується фільтр, роль якого буде усунути небажані компоненти. Дослідження планується в синусоїдальному режимі. Ми хочемо отримати на виході фільтра постійну напругу u s (t), значення якої пропорційне середньому значенню напруги u S1 (t).
Z 2: комплексний імпеданс, еквівалентний асоціації у виведенні R і C.
Y 2: комплексна допускність, еквівалентна асоціації у виведенні R і C.
Дайте без демонстрації передавальну функцію T = U s/U S1 цього фільтра як функцію Z 1 і Z 2, потім як функцію Z 1 і Y 2 .
Два входи АТ мають однаковий потенціал у лінійному режимі; інтенсивності струмів на двох входах дорівнюють нулю.
Позначаємо через i інтенсивність, що перетинає Z 1 і Z 2, а I пов'язане комплексне число.
U S1 = Z 1 I; U s = - Z 2 I; T = - Z 2/Z 1 = -1/(Z 1 Y 2) .
| Згадаймо вираз імпедансу Z C (модуля) конденсатора як функції від C і w. Виведіть еквівалентну модель конденсатора на низькій частоті, а потім на високій. Для виправдання .
на низьких частотах w -> 0 і Z C прагне до нескінченності: конденсатор еквівалентний розімкненому вимикачу. на високій частоті w дуже великий, а Z C прагне до нуля: конденсатор еквівалентний замкнутому вимикачу. |
| Вивести природу фільтра .
Конденсатор пропускає високі частоти і обрізає низькі частоти: фільтр високих частот. Виразіть Z 2 як функцію від R, C та w . При виведенні додаються комплексні допуски: Y 2 = 1/R + jC w = (1+ jRC w)/R. Z 2 = 1/Y 2 = R/(1 + jRC w) . Вибір фільтра: ми пропонуємо ідеалізовані функції передачі кількох фільтрів . Згадаймо вираз G (коефіцієнт посилення) як функцію модуля T коефіцієнта пропускання T . Вкажіть для кожного фільтра A, B та C його природу .
фільтр A: високочастотний. |
Щоб попередити користувача про шкалу насиченості AO3 (і, отже, про погане зважування), виробник вирішує повідомити про будь-які перевантаження до 150 кг. Тут використовується збірка нижче. Якщо ввімкнено зелений світлодіод (LED) Dv, перевантаження не відбувається. Якщо червоний світлодіод Dr світиться, то існує ризик перевантаження.
Ми хочемо зробити E ref = 12 В, визначити R a, знаючи, що R b = 3 k W .
E ref = R a Vcc/(R a + R b);
12 = 15 R a/(R a + 3); 12R a + 36 = 15 R a; R a = 36/3 = 12 кВт .
Виразіть U d5 як функцію від E ref та U S1 .
U d5 = E ref -U S1 .
Який режим роботи AO5? Чому ?
АТ не працює в лінійному режимі: між виходом та інвертуючим входом немає зворотного зв'язку.
Робоча швидкість АО називається "насиченою": вихідна напруга + Vcc = +15 В, якщо U d5 позитивне, або -Vcc = -15 В, якщо U d5 негативне.
Яка функція цієї збірки ?
Збірка компаратора: порівняйте U S1 з U ref і залежно від результату увімкніть зелений діод або червоний діод.
Для m = 100 кг маємо U S1 = 0,1 м; визначте, обґрунтовуючи свою відповідь:
- значення вихідної напруги AO5:
U S1 = 10 В; U d5 = 12-10 = 2 В, додатне значення, отже вихідна напруга + 15 В.
- стан світлодіодів Dv і Dr .
Увімкнено зелений діод; червоний діод не проводить.
З якої маси m виробник вказує на ризик перевантаження ?
Як тільки U d5 стає негативним (U S1> 12 В), вихідна напруга AO5 становить -15 В, а червоний діод горить.
U S1> 12 В; або U S1 = 0,1 м; м> 120 кг .
Використовуючи характеристику діодів, визначте мінімальне значення, яке слід надати R p .
Напруга на клемах проходить діода становить 2 В; абсолютне значення вихідної напруги АО5 становить 15 В.
Абсолютне значення напруги на резисторі R p: 15-2 = 13 В.
Максимально допустимий струм становить 200 мА = 0,2 А