Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 2. Блок-схемы стабилизаторов напряжения и тока; а — последовательный тип; б — параллельный; РЭ — регулирующий элемент, У — сравнивающее устройство и усилитель сигнала рассогласования, ИП — источник питания.
ность, с к-рой поддерживается стабильность напряжения (тона), определяется глубиной обратной связи, стабильностью опорного напряжения и точностью сравнивающего устройства. Регулирующий элемент (обычно биполярный транзистор) включается парал-ссо лельио (CH и CT параллельного типа) или последова-658 тельио (CH и CT последоват- типа) с нагрузкой. В ка-
честве сравнивающего устройства и усилителя сигнала рассогласования обычно служат операционные усилители. В устройствах стабилизации пост, напряжений и токов опорное напряжение обычно создаётся полупроводниковым или газоразрядным стабилитроном — прибором, напряжение на к-ром слабо зависит от протекающего по нему тока. Параллельное соединение стабилитрона в нагрузки широко используется в простейших маломощных стабилизаторах напряжения (т. в. параметрический CH).
CH и CT с непрерывным управлением регулирующим элементом обладают сравнительно низким кпд из-за пост, рассеяния мощности на регулирующем элементе. Для увеличения кпд применяются импульсные, или ключевые, CH и CT (рис. 3). Регулирующий эле-
Рие. з. Блок-схема импульсного стабилизатора напряжения. ГГ — преобразователь сигнала рассогласования в импульсное напряжение управления РЭ*
мент, включённый последовательно с нагрузкой, работает нак электронный ключ а быстро переключается между двумя состояниями: разомкнутым (сопротивление ключа очень большое, ток ключа равен нулю) и замкнутым (сопротивление ключа близко к нулю, напряжение на ключе — малое). В таком режиме работы регулирующий элемент рассеивает энергию преим. в моменты переключения. Выходное напряжение ключа имеет форму прямоуг. импульсов с амплитудой, равной напряжению источника питания Е. Это напряжение сглаживается с помощью фильтра низких частот, состоящего из последовательно включённой катушки индуктивности L и конденсатора ёмкости С, подключённого параллельно нагрузке. Пост, напряжение, к-рое получается ва выходе фильтра, зависит от соотношения между временем замкнутого и временем разомкнутого состояний. Отношение времён изменяется в соответствии с сигналом рассогласования между напряжением (током) нагрузкя в опорным напряжением. Тем самым стабилизируется напряжение (ток) нагрузки. С помощью диода D во время разомкнутого состояния ключа в нагрузку передаётся энергия, запасённая в катушке индуктивности. Кпд импульсных CH и CT достигает 80% и более. При стабилизации высоких напряжений CH обычно совмещают с преобразователем напряжения.
Jlum.: Хоровиц П., Хилл У., Искусство схемотехники, пер. с англ., 3 изд.. т. 1, М., 1986; T и т ц е У., Шенк К., Полупроводниковая схемотехника, пер. с нем., М., 1982; Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Справочник, под ред. Г. С. Найвельта, М., 1986. А. В. Степанов.
СТАБИЛИЗАЦИЯ ЧАСТОТЙ — совокупность методов увеличения стабильности частоты. Различают: а) затягивание частоты путём связи генератора колебаний с дополнит, нолебат. системой, характеризуемой высокой добротностью; б) захватывание частоты путём связи данного генератора колебаний с генератором, обладающим более стабильной частотой; в) параметрическую С. ч.— стабилизацию параметров приборов, генерирующих периодич. колебания.
Типичным примером С. ч. путём затягивания является связь генератора радиочастотных колебаний с кварцевым резонатором. Эффект С. ч. возникает при этом за счёт того, что частота генерируемых колебаний удерживается внутри реаоиаиснои кривой нвар-
цевого резонатора, иа неск. порядков более узкой, чем ширина резоиаисиой кривой резонансного контура генератора (CM. Генератор электромагнитных колебаний). Кроме того, зависимость резонансной частоты кварцевого резонатора от темп-ры иа иеск. порядков меньше, чем у обычного резонансного контура. В результате частота иолебаний слабо зависит от изменений параметров колебат. контура и удерживается вблизи вершины резонансной кривой кварцевого резонатора.
С. ч. путём захватывания используют для С. ч. мощного генератора, воздействуя на него сигналом более стабильного маломощного генератора. При этом необходимо обеспечить малость обратного воздействия мощного генератора на маломощный. Этот метод применяют, иапр., для С. ч. клистрона, воздействуя иа него гармоникой кварцевого генератора.
Наиб, гибким и эфф. методом является параметрич. С. ч. При этом выбирают спеитральные (резонансные} системы, вещество и конструкция к-рых слабо реагируют иа изменение виеш. условий. Наиб, простая система, в к-рой используется параметрич. С. ч.,— маятниковые часы. Стабильность их хода зависит от стабильности параметров маятника (его приведённой длины), от стабильности влияния на частоту колебаний маятника, поддерживающего его колебания. В результате стабилизации этих параметров погрешность хода астроиомич. маятниковых часов составляет IO"8, что иа 2 порядка лучше, чем у обычных часов. Погрешность частоты кварцевого генератора может быть доведена до 10-ц.
