Penguat voltan tinggi untuk mengawal elemen piezoelektrik. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Penguat voltan tinggi untuk mengawal elemen piezoelektrik. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Pereka amatur radio

Komen artikel

Penukar piezoelektrik seramik isyarat elektrik kepada pergerakan mekanikal digunakan dalam peralatan mengukur dan sistem optik. Penukar ini mesti dikuasakan oleh denyutan voltan amplitud yang ketara (sehingga 100 V). Penguat yang diterangkan dalam artikel membolehkan anda menyelesaikan masalah ini.

Kekerapan resonan semula jadi transduser anjakan isyarat piezoelektrik yang digunakan dalam sistem instrumen untuk pembiakan gerakan yang tepat berjulat dari unit hingga puluhan kilohertz, dan kapasitinya sendiri berjulat dari puluhan ribu hingga ratusan ribu picofarad. Ciri-ciri beban ini mesti diambil kira semasa mereka bentuk penguat untuk memastikan kestabilan sistem secara keseluruhan. Teori dan amalan membina sistem berdasarkan penukar tersebut dibentangkan secara terperinci dalam [1].

Lebar jalur frekuensi penguat di kawasan linear mestilah beberapa kali lebih besar daripada frekuensi resonan semula jadi penukar. Dalam kes ini, apabila digunakan dalam penguat maklum balas voltan, ia akan menyekat ayunan resonan penukar semasa memproses arahan. Isyarat input disalurkan kepada input penguat pembezaan yang dipasang pada op-amp DA1 (lihat rajah), yang memungkinkan untuk mengurangkan gangguan mod biasa. Perintang R1, R2 dan R3, R4 mesti dipasangkan mengikut rintangan dengan ketepatan tidak lebih buruk daripada 0,1%.

(klik untuk memperbesar)

Bersama-sama dengan isyarat yang dikuatkan, isyarat OS daripada pembahagi rintangan R2R7, disambungkan selari dengan beban BQ10, dihantar ke input penyongsangan op-amp DA5 melalui perintang R1. Nilai nominal isyarat pada input penguat DA1 dengan nilai perintang R1-R7, R10 yang ditunjukkan dalam rajah ialah 5 V, voltan keluaran pada beban akan menjadi 100 V.

Perubahan dalam keuntungan dalam jalur laluan tidak melebihi +20%, yang agak boleh diterima untuk aplikasi penguat yang diterangkan. Litar pembetulan OS R9C2 menghapuskan pengujaan sendiri penguat RF kerana kehadiran kapasitansi sendiri transistor peringkat output. Keuntungan op-amp DA2 dalam rantau frekuensi ini bergantung pada nisbah R9/R6. Adalah disyorkan untuk memilih nisbah ini kurang daripada atau sama dengan perpaduan, dan kapasitansi kapasitor C2 harus minimum, tetapi memastikan ketiadaan pengujaan diri penguat. Pengaruh litar ini pada frekuensi rendah adalah sangat kecil.

Bahagian voltan tinggi peranti terdiri daripada pra-penguat (VT1-VT3) dan penguat kuasa (VT4-VT7).

Pra-penguat dipasang menggunakan litar cascode menggunakan transistor struktur yang berbeza [2] - VT1, VT2. Ini membolehkan anda mendapatkan output maksimum prapenguat dan keseluruhan penguat secara keseluruhan. Beban peringkat pra-penguat ialah sumber semasa pada transistor VT3.

Dengan ketiadaan isyarat input, arus kira-kira 17 mA mengalir melalui perintang R18, R1,2, dan jumlah penurunan voltan merentasi perintang ini adalah kira-kira 1,5 V. Oleh kerana voltan ini sebenarnya digunakan pada simpang pemancar transistor VT4 dan VT5, ia terbuka dan mengalir melaluinya arus senyap dalam litar: VT4 (simpang pemancar), R22, R24, R25, R23, VT5 (simpang pemancar). Arus senyap ini ialah 0,5 mA. Nilainya dipilih, dalam satu tangan, untuk mengehadkan kuasa yang hilang oleh transistor keluaran ke tahap yang membolehkan mereka beroperasi tanpa sink haba, dan sebaliknya, untuk mengurangkan herotan sementara tanpa menyempitkan lebar jalur frekuensi.

Penggunaan sumber semasa sebagai beban pengumpul untuk transistor VT2 adalah disebabkan oleh beberapa sebab. Transduser piezoelektrik dalam mod statik hampir tidak menggunakan arus (kita boleh menganggap bahawa ia adalah kapasitor), dan untuk mengekalkan nilai voltan yang diberikan merentasinya, satu peringkat penguatan kuasa pada transistor pelengkap VT4, VT5 adalah cukup mencukupi. Apabila nadi arahan (ayunan dari 0 hingga 5 V dan kembali ke 0) diterima pada input penguat, penguat kuasa mesti cepat mengecas kapasiti beban kepada 100 V dan kemudian melepaskannya kepada sifar. Kadar perubahan voltan keluaran akan berkadar terus dengan arus melalui penukar BQ1.

Semasa mengecas, arus mengalir dari wayar positif bekalan kuasa, terutamanya melalui transistor VT6, yang bersama-sama dengan transistor VT4 membentuk transistor komposit. Nyahcas disediakan oleh transistor komposit kedua VT5VT7. Apabila nadi arahan kekutuban negatif diproses, pengecasan berlaku melalui transistor yang sama - VT5, VT7.

Diod VD8-VD13 dan perintang R24, R25 membentuk satu unit untuk mengehadkan nilai arus maksimum pada output penguat semasa proses sementara dengan nilai lebih kurang 120 mA. Perlu diingatkan bahawa unit ini tidak melindungi daripada litar beban kecemasan jangka panjang. Apabila beban litar pintas, kuasa hilang pada transistor keluaran - kira-kira 15 W. Diod VD14, VD15 melindungi transistor keluaran daripada denyutan voltan yang disebabkan oleh kesan piezoelektrik langsung.

Penguat menggunakan perintang MLT; kapasitor C1, C3, C5, C6 - K73-17 untuk voltan 160 V, C2, C4 - KM-6, C7 - mika; Op-amp KR544UD2A boleh digantikan dengan K140UD23A atau K140UD23B, dan transistor KT850B dan KT851B boleh digantikan dengan 2T882A dan 2T883A, masing-masing.

Menyediakan penguat hendaklah bermula dengan memuatkannya dengan kapasitor dengan kapasiti yang sama dengan kapasitansi unsur piezo sendiri, dan kemudian periksa kestabilan operasi apabila dimuatkan oleh unsur piezo. Apabila menguji penguat yang diterangkan, beban adalah elemen piezoelektrik tiub dengan kapasitans intrinsik 0,01 μF diperbuat daripada seramik TsTS-19. Lebar jalur frekuensi penguat voltan tinggi di kawasan linear ialah 60 kHz. Kadar kenaikan voltan keluaran apabila voltan masukan berubah secara berperingkat daripada sifar kepada +5 V dan turun kepada sifar ialah 2 V/µs.

Kesusasteraan

Nikolsky A. A. Pemacu elektrik servo dua saluran yang tepat dengan piezocompensators. - M.: Energoatomizdat, 1988.
Horowitz P., Hill W. Seni Reka Bentuk Litar. T. 3. - M.: Mir, 1993.

Pengarang: A. Orlov, Noginsk, wilayah Moscow

Lihat artikel lain bahagian Pereka amatur radio.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kebisingan lalu lintas melambatkan pertumbuhan anak ayam 06.05.2024

Bunyi yang mengelilingi kita di bandar moden semakin menusuk. Walau bagaimanapun, sedikit orang berfikir tentang bagaimana bunyi ini menjejaskan dunia haiwan, terutamanya makhluk halus seperti anak ayam yang belum menetas dari telur mereka. Penyelidikan baru-baru ini menjelaskan isu ini, menunjukkan akibat yang serius untuk pembangunan dan kelangsungan hidup mereka. Para saintis telah mendapati bahawa pendedahan anak ayam zebra diamondback kepada bunyi lalu lintas boleh menyebabkan gangguan serius kepada perkembangan mereka. Eksperimen telah menunjukkan bahawa pencemaran bunyi boleh melambatkan penetasan mereka dengan ketara, dan anak ayam yang muncul menghadapi beberapa masalah yang menggalakkan kesihatan. Para penyelidik juga mendapati bahawa kesan negatif pencemaran bunyi meluas ke dalam burung dewasa. Mengurangkan peluang pembiakan dan mengurangkan kesuburan menunjukkan kesan jangka panjang bunyi lalu lintas terhadap hidupan liar. Hasil kajian menyerlahkan keperluan ...>>

Pembesar suara wayarles Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

Dalam dunia teknologi audio moden, pengeluar berusaha bukan sahaja untuk kualiti bunyi yang sempurna, tetapi juga untuk menggabungkan fungsi dengan estetika. Salah satu langkah inovatif terkini ke arah ini ialah sistem pembesar suara tanpa wayar Samsung Music Frame HW-LS60D yang baharu, dipersembahkan pada acara World of Samsung 2024. Samsung HW-LS60D bukan sekadar sistem pembesar suara, ia adalah seni bunyi gaya bingkai. Gabungan sistem 6 pembesar suara dengan sokongan Dolby Atmos dan reka bentuk bingkai foto yang bergaya menjadikan produk ini sebagai tambahan yang sempurna untuk mana-mana bahagian dalam. Samsung Music Frame baharu menampilkan teknologi canggih termasuk Audio Adaptif yang menyampaikan dialog yang jelas pada mana-mana tahap kelantangan, dan pengoptimuman bilik automatik untuk penghasilan semula audio yang kaya. Dengan sokongan untuk sambungan Spotify, Tidal Hi-Fi dan Bluetooth 5.2, serta penyepaduan pembantu pintar, pembesar suara ini bersedia untuk memuaskan hati anda. ...>>

Cara Baharu untuk Mengawal dan Memanipulasi Isyarat Optik 05.05.2024

Dunia sains dan teknologi moden berkembang pesat, dan setiap hari kaedah dan teknologi baharu muncul yang membuka prospek baharu untuk kita dalam pelbagai bidang. Satu inovasi sedemikian ialah pembangunan oleh saintis Jerman tentang cara baharu untuk mengawal isyarat optik, yang boleh membawa kepada kemajuan ketara dalam bidang fotonik. Penyelidikan baru-baru ini telah membolehkan saintis Jerman mencipta plat gelombang yang boleh disesuaikan di dalam pandu gelombang silika bersatu. Kaedah ini, berdasarkan penggunaan lapisan kristal cecair, membolehkan seseorang menukar polarisasi cahaya yang melalui pandu gelombang dengan berkesan. Kejayaan teknologi ini membuka prospek baharu untuk pembangunan peranti fotonik yang padat dan cekap yang mampu memproses jumlah data yang besar. Kawalan elektro-optik polarisasi yang disediakan oleh kaedah baharu boleh menyediakan asas untuk kelas baharu peranti fotonik bersepadu. Ini membuka peluang besar untuk ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Tiang lampu autonomi 07.08.2009

Studio reka bentuk di firma Belanda Philips telah mereka bentuk lampu jalan yang tidak perlu disambungkan ke grid kuasa bandar.

Tiang lampu (model ini dipanggil "The Flower of Light") membawa pada bahagian atasnya mahkota "kelopak" yang ditutup dengan panel solar. Pada siang hari, corolla berputar selepas Matahari, mengumpul tenaga dalam bateri.

Jika hari ternyata mendung dan berangin, pukulan itu akan berputar sedemikian rupa sehingga ia berfungsi sebagai pemutar penjana elektrik angin, dan bateri dicas semula. Pada waktu malam, tenaga dibelanjakan untuk cahaya LED yang tiang diletakkan. Apabila tiada sesiapa berada berhampiran lampu, kecerahannya berkurangan ke tahap minimum, tetapi jika orang yang lalu lalang muncul, LED berkelip lebih terang.

Menurut pengarang idea itu, lampu sedemikian mungkin muncul di jalan-jalan di bandar-bandar Eropah dalam tempoh lima tahun.

Berita menarik lain:

▪ Pengawal pertukaran panas baharu

▪ Pembantu suara pemandu lanjutan

▪ Jalan vakum pada 1200 km/j

▪ Kapasiti bateri meningkat sebanyak 10 kali ganda

▪ Tenaga alternatif telah jatuh secara mendadak

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Pensintesis frekuensi. Pemilihan artikel

▪ pasal Pesakit khayalan. Ungkapan popular

▪ Bagaimana Kita Mengekalkan Keseimbangan? Jawapan terperinci

▪ pasal Inspektor Rektor. Deskripsi kerja

▪ artikel Mewarna logam. Resipi dan petua mudah

▪ Artikel Pengawal Selia Figaro. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web