Фазочувствительного усилителя

 

 

В системах автоматики находят применение датчики выходным сигналом которых является сдвиг фаз между двумя напряжениями – напряжением управл. сигнала и опорным напряжением (например, сельсин датчики). Использовать такие сигналы для непосредственной подачи на исполнительные двигатели или сравнительные устройства затруднительного из-за малой мощности сигнала и сложности фазового управления электродвигателей.

Для увеличения мощности сигнала с датчика и преобразование и преодоление фазового сигнала в изменение амплитуды сигнала (величины) применяют фазочувствительные усилители.

Таким образом, такие усилители преобразуют разность фаз двух напряжений (угол сдвига фаз между ними) в постоянном напряжении, величина которого пропорциональна углу сдвига фаз.

Данный усилитель состоит из двух одинаковых плеч, т.е.R₁=R₄, R₂=R₃, VT₁=VT₂(транзисторы имеют одинаковые параметры).

Питание усилителя осуществляется от однополупроводного выпрямителя на диоде DV₁ и трансформаторе T₂.

Опорное напряжение U_оп подается на первичную обмотку трансформатора (например: напряжение возбуждения сельсина), а напряжение сигнала –U_c на первичную обмотку трансформатора T₁ (напряжение между двумя фазами роторной обмотки сельсина).

Вторичная обмотка T₁ состоит из двух полуобмоток со средней точкой, причем полуобмотки намотаны встречно, а значит, напряжение на вторичных полуобмотках U_C1 и U_C2 будут сдвинуты друг относительно друга на 180º.

Нагрузкой усилителя является электродвигатель M, вкл. между двумя коллекторными цепями VT₁ и VT₂.

В исходном состоянии (рис.1) напряжение U_c отсутствует, на базы трансформаторов VT₁ и VT₂ через R₁ и R₄ подается положительное напряжение … ,транзисторы приоткрыты причем U_K1=U_K2. Следовательно,U_вых=U_K1-U_K2 =0двигатель не получает питание и не вращается.

При подаче напряжения сигнала U_c, которые совпадают по фазе с опорным напряжением U_оп (рис. 2,а) на базу VT₁ с левой полуобмоткой T₁ подается положительная валка U_c1, а на базу U_т2 с правой полуобмотки подается отриц. полувалка U_с2. При этом VT₁ еще больше открывается, а напряжение на его коллекторе U_к1 уменьшается.. VT₂, наоборот, призакрывается, а значит U_к2 увеличивается, поскольку U_к2 больше U_к1, то на двигатель подается напряжение отрицательной полярности и двигатель вращается по часовой стрелке, передвигая при этом рабочий регулирующий орган в пространстве.

При подаче на вход усиление сигнала U_с, имеющих противоположную фазу относительно U_оп, U_с1 приобретает отрицательный потенциал, а U_с2 – положительный.

В этом случае VT₁ призакрывается, а VT₂ еще больше открывается. Поскольку в этом случае U_к2<U_к1 (рис. 2, в), то выходное напряжение U_вых= U_к1-U_к2 становится положительным (меняет свою полярность на противоположную), двигатель вращается в противоположную сторону.

Таким образом, чем больше разность фаз U_оп и U_с тем больше выходное напряжение усиления.

Если фазы U_оп и U_с сдвинуты на угол 0⁰<y<180, то схема работает следующим образом.