Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Прямоугольная форма — напряжение
Прямоугольная форма напряжений , питающих обмотки ШД, приводит к появлению дополнительных возмущений, которые могут вызвать изменение границы области устойчивости. В результате моделирования были выявлены границы устойчивости для четырехтактного двигателя, которые показаны на рис. 9 — 8 пунктирными линиями. На аналоговой вычислительной машине были определены также критические скорости для синхронного двигателя. [2]
Для прямоугольной формы напряжения действующие токи совпадают с максимальными. [3]
При прямоугольной форме напряжения уставки выходное напряжение непосредственного преобразователя имеет трапецеидальную форму. [5]
Процесс формирования выходного периодического прямоугольной формы напряжения на вторичной обмотке трансформатора Ш2 определяется насыщенным и ненасыщенным состояниями элементов схемы — транзисторов и сердечника трансформатора. Этот процесс можно разбить на два этапа: а) медленный, когда формируется вершина прямоугольного напряжения; в это время один из транзисторов находится в полностью открытом состоянии, а второй — в полностью закрытом; б) быстрый, когда формируются фронты напряжения; при этом происходит переключение транзисторов: ранее открытый — закрывается, а ранее закрытый — открывается. [6]
Со снижением выходной частоты при прямоугольной форме напряжения установленная мощность реактора L рЛтет и затраты на реактор могут превысить выигрыш в мощности преобразователя. Ориентировочные расчеты показывают, что такое превышение может быть достигнуто при частотах от нескольких десятых до единиц герц. [7]
Режим работы — постояннотоковая, переменнотоковая с прямоугольной формой напряжения и дифференциальная импульсная вольтамперометрия. Все режимы сочетаются с инверсионной вольтамперометрией, быстрой разверткой напряжения и стробированием. [9]
Из рис. 4.23 6 очевидно, что при прямоугольной форме напряжения U с диапазон изменения угла отпирания тиристора не зависит от величины напряжения U 9 и остается равным 180 при условии, что величина Uc превышает значение / у. [10]
Обычно в преобразователях постоянного тока применяются инверторы с прямоугольной формой напряжения . Для напряжения прямоугольной формы токи различных цепей выпрямителя могут иметь сложную форму. При этом соотношения между действующими значениями токов и их постоянными составляющими будут отличны от соотношений, полученных выше для синусоидального напряжения сети. Поэтому для расчета выпрямителей необходимо определить форму напряжений и токов в различных цепях и на основе этого найти требуемые расчетные соотношения. [12]
Силу тока электрохимической реакции определяют при прохождении плоского участка трапеции, как при прямоугольной форме напряжения . [13]
Поэтому магнитные усилители в таких схемах обычно питаются от источника переменного тока с прямоугольной формой напряжения . [15]
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Напряжение — прямоугольная форма
Напряжение прямоугольной формы получается с выхода лампы пентода, на управляющую сетку которой подано переменное напряжение большой амплитуды частотой в 5000 или 50 гц. [1]
Напряжение прямоугольной формы получается при большом коэффициенте усиления в цепи обратной связи генератора из-за явлений отсечки 18.2. Кривая зависимо-и насыщения транзистора. [2]
Напряжения прямоугольной формы , создаваемые симметричным мультивибратором, выполненным на двойном триоде Л3, изменяются на анодах лампы в про-тивофазе и подаются через разделительные конденсаторы С5 и С8 на антидинатронные сетки ламп усилителей. В результате этого лампы попеременно запираются и на нагрузке также попеременно создаются усиленные исследуемые напряжения. [4]
Напряжение прямоугольной формы ( кривая /) по дается на осциллограф с эквивалентной нагрузки. Некоторый завал вершин и округление правого угла происходят из-за небольших фазовых искажений и уменьшения усиления на низких частотах. [5]
Напряжение прямоугольной формы с выхода модулятора через дифференцирующую емкость С7 подается на базу триггерного каскада. Триггер, построенный на транзисторах ТЗ, Т4, имеет два устойчивых состояния. Импульсы, образующиеся при прохождении через С7 прямоугольного напряжения, опрокидывают триггер. При этом через обмотку / / / трансформатора ТрЗ проходит ток. Появление напряжения на выходе лампового каскада и модулятора приводит к перекидыванию триггера два раза за период опорного напряжения, поэтому на обмотке / / / трансформатора ТрЗ появляется напряжение прямоугольной формы. Фаза этого напряжения зависит от полярности напряжения на выходе лампового каскада. Ток базы ТЗ и коллектора Т4 задается от выпрямленного и сглаженного напряжения вторичной обмотки VI трансформатора Tpl. Ток базы Т4 и коллектора ТЗ задается от обмотки VII того же трансформатора. [6]
Для напряжения прямоугольной формы , например, как видно из рис. 5.14, б, благодаря динамическому смещению напряжение на выходе во время положительного полупериода лишь незначительно превышает нулевой уровень или, как говорят, фиксируется на нулевом уровне сверху. При изменении амплитуды входного напряжения режим фиксации нарушается только на время переходного процесса, связанного с дозарядом ( если амплитуда увеличилась) или разрядом ( если амплитуда уменьшилась) конденсатора до нового стационарного значения, определяемого величиной амплитуды входного напряжения. [7]
Генераторы напряжения прямоугольной формы ( по большей части меандра) разделяются по принципу действия на электромеханические и электронные. [8]
Импульс напряжения прямоугольной формы ( рис. 14 — 51, а) подводится к цепи, содержащей последовательно соединенные активное сопротивление г и конденсатор емкостью С. [9]
Волна напряжения прямоугольной формы и91 105 кв, распространяясь по воздушной линии длиной /, 60 км ( Lt 1 67 мен км, C, 6 7 — Gr3 мкф / км) и разомкнутой вначале, достигает соединения с кабельной линией длиной 1 г 30км ( L 0 33 лггм / кж, С. [10]
Модулятор подает напряжение прямоугольной формы а клистрон. Согласователь № il обеспечивает передачу в тракт максимальной мощности. Аттенюатор развязки № 1 служит для установки такого уровня мощности, при котором в болометр проходит максимальная допустимая мощность. Он поддерживает постоянство нагрузки как со стороны генератора, так и со стороны тракта. Обычно он дает ослабление порядка 10 дб. С помощью волномера устанавливается требуемое значение частоты генератора. [11]
Триггер формирует напряжение прямоугольной формы из синусоидального напряжения, чем осуществляется жесткая связь между частотой кадров и частотой питающей сети. Импульсы частотой 543 Гц после дифференцирования поступают на базу транзистора Тз. Тз остается запертым на время длительности трех строк, начиная с фронта импульса частотой 50 Гц. В отсутствие сигнала на базе транзистор Т3 всегда открыт и представляет свбой малое сопротивление для продифференцированных импульсов строчной частоты, которые приходят на его коллектор. При поступлении сигнала на базу этот транзистор запирается и импульсы строчной частоты проходят на ждущий мультивибратор, запуская его. [13]
Для формирования напряжения прямоугольной формы и в качестве сравнивающих ( пороговых) устройств в ряде схем широко применяют несимметричные триггеры. Они обладают высоким входным сопротивлением, большой нагрузочной способностью и рядом других преимуществ по сравнению с симметричными триггерами. [14]
Для получения напряжения прямоугольной формы применяется схема ( рис. 8.11, а) мультивибратора с коллекторно-базовьши связями, работающего в режиме автоколебаний. [15]
Источник
Особенности работы выпрямителей при прямоугольной форме напряжения.
Дата добавления: 2015-08-31 ; просмотров: 1626 ; Нарушение авторских прав
Переменное напряжение прямоугольной формы получается на выходе транзисторных преобразователей. Нерегулируемые двухтактные преобразователи вырабатывают переменное напряжение прямоугольной формы без паузы на нуле между импульсами (рис. 1, а). В этом случае амплитудное, действующее и среднее (выпрямленное) значения напряжения равны между собой. В регулируемых преобразователях с ШИМ выходное переменное напряжение прямоугольной формы имеет регулируемую паузу на нуле (рис. 1, б).
Рис. 1. Формы напряжения статического преобразователя.
Стабилизация выходного напряжения в таких преобразователях осуществляется регулированием длительности прямоугольных импульсов, амплитуда которых изменяется в зависимости от напряжения питающей сети н тока нагрузки. Регулируя длительность импульсов можно осуществить стабилизацию выходного напряжения по среднему (выпрямленному) или по действующему значению напряжения.
Для стабилизации напряжения выпрямителя регулируемый преобразователь должен быть стабилизирован по среднему значению, а питаемый от него выпрямитель должен работать на индуктивный фильтр.
Расчет выпрямителей, работающих от источников напряжения прямоугольной формы, имеет свои особенности.[1,стр.144] В расчетные формулы входят угол 2 
, соответствующий интервалу времени между импульсами и скважность
Источник
Сигналы прямоугольной формы
Было обнаружено, что любой повторяющийся несинусоидальный сигнал может быть приравнен к комбинации постоянного напряжения, синусоидальных сигналов и/или косинусоидальных сигналов (синусоидальных сигналов со сдвигом фазы на 90 градусов) с различными амплитудами и частотами. Это верно, независимо от того, насколько странной или запутанной может быть форма рассматриваемого сигнала. До тех пор, пока он регулярно повторяется с течением времени, он сводится к этой последовательности синусоидальных сигналов. В частности, было обнаружено, что прямоугольные сигналы математически эквивалентны сумме синусоидального сигнала на той же частоте плюс бесконечный ряд синусоидальных сигналов с нечетными кратными частотами и уменьшающейся амплитудой:
Эта правда о сигналах на первый взгляд может показаться слишком странной, чтобы в нее поверить. Однако, если прямоугольный сигнал на самом деле представляет собой бесконечный ряд гармоник синусоидального сигнала, сложенных вместе, само собой разумеется, мы должны быть в состоянии доказать это, сложив вместе несколько гармоник синусоидального сигнала, чтобы получить близкое приближение к прямоугольному сигналу. Эти рассуждения не только просто звучат, но и легко демонстрируются с помощью SPICE.
Схема, которую мы будем моделировать, представляет собой не что иное, как несколько источников синусоидального переменного напряжения правильных амплитуд и частот, соединенных последовательно. Мы будем использовать SPICE для построения графиков колебаний напряжения между последовательными сложениями источников напряжения, например:
Рисунок 1 – Прямоугольный сигнал аппроксимируется суммой гармоник
В этом конкретном моделировании SPICE я суммировал источники напряжения 1-й, 3-й, 5-й, 7-й и 9-й гармоник последовательно для всего пяти источников переменного напряжения. Основная частота составляет 50 Гц, и каждая гармоника, конечно, является целым кратным этой частоты. Значения амплитуды (напряжения) не являются случайными числами; они были получены с помощью уравнений, показанных в частотном ряду (дробь 4/π, умноженная на 1, 1/3, 1/5, 1/7 и т. д. для каждой из последующих нечетных гармоник).
Начиная отсюда, я расскажу об этом анализе шаг за шагом, объясняя, на что мы видим. На первом графике мы видим синусоидальный сигнал основной частоты 50 Гц сам по себе. Это не что иное, как чистая форма синуса, без дополнительного гармонического содержания. Это форма сигнала, создаваемого идеальным источником переменного напряжения:
Рисунок 2 – Чистая синусоида 50 Гц
Далее мы видим, что происходит, когда этот чистый и простой сигнал объединяется с третьей гармоникой (три раза по 50 Гц или 150 Гц). Внезапно это уже не похоже на чистую синусоидальную волну:
Рисунок 3 – Сумма 1-й (50 Гц) и 3-й (150 Гц) гармоник приближается к прямоугольному сигналу 50 Гц
Время нарастания и спада между положительным и отрицательным интервалами теперь намного меньше, наклон круче, а вершины сигнала ближе к тому, чтобы стать плоскими, как прямоугольный сигнал. Посмотрите, что происходит, когда мы добавляем следующую частоту нечетной гармоники:
Рисунок 4 – Сумма 1-й, 3-й и 5-й гармоник приближается к прямоугольному сигналу
Наиболее заметным изменением здесь является то, как вершины сигнала сгладились еще больше. На каждой вершине сигнала стало больше провалов и пиков, но эти провалы и пики имеют меньшую амплитуду, чем было раньше. Посмотрите еще раз, как мы добавляем сигнал следующей нечетной гармоники:
Рисунок 5 – Сумма 1-й, 3-й, 5-й и 7-й гармоник приближается к прямоугольному сигналу
Здесь мы видим, как сигнал становится более плоским на каждой вершине. Наконец, добавив в нашу схему 9-ю гармонику, пятый источник синусоидального напряжения, мы получим следующий результат:
Рисунок 6 – Сумма 1-й, 3-й, 5-й, 7-й и 9-й гармоник приближается к прямоугольному сигналу
Конечный результат сложения первых пяти нечетных гармонических сигналов (естественно, с правильной амплитудой) является близким приближением к прямоугольному сигналу. Смысл этого в том, чтобы проиллюстрировать, как мы можем построить прямоугольный сигнал из множества синусоидальных сигналов с разными частотами, чтобы доказать, что чистый прямоугольный сигнал фактически эквивалентен последовательности синусоидальных сигналов. Когда напряжение прямоугольного сигнала подается на цепь с реактивными компонентами (конденсаторами и катушками индуктивности), эти компоненты реагируют так, как если бы они подвергались воздействию нескольких синусоидальных напряжений с разными частотами, что фактически так и есть.
Тот факт, что повторяющиеся несинусоидальные сигналы эквивалентны определенной сумме комбинации постоянного напряжения, синусоидальных сигналов и/или косинусоидальных сигналов, является следствием того, как работают волны: фундаментальное свойство всех связанных с волнами явлений, электрических или иных. Математический процесс разбора несинусоидальной волны на составляющие частоты называется анализом Фурье, детали которого выходят далеко за рамки этого текста. Тем не менее, были созданы компьютерные алгоритмы для выполнения этого анализа на высоких скоростях на реальных сигналах, и его применение для анализа сигналов широко распространено.
SPICE имеет возможность выборки формы волны и преобразования ее в составляющие ее синусоидальные гармоники с помощью алгоритма преобразования Фурье с выводом частотного анализа в виде таблицы значений. Давайте попробуем это на прямоугольной волне, которая, как мы уже знаем, состоит из нечетных синусоидальных гармоник:
Опция pulse в строке списка соединений, описывающей источник напряжения v1, инструктирует SPICE моделировать «импульсный» сигнал прямоугольной формы, в данном случае симметричный (равное время для каждого полупериода) и имеющий пиковую амплитуду 1 вольт. Сначала мы построим прямоугольный сигнал, который будем анализировать:
Рисунок 7 – Прямоугольная волна для анализа Фурье в SPICE
Далее мы распечатаем результаты анализа Фурье, сгенерированные SPICE для этой прямоугольной волны:
Рисунок 8 – График результатов анализа Фурье
Здесь (рисунок выше) SPICE разбил форму волны на спектр из синусоидальных частот вплоть до девятой гармоники плюс небольшое постоянное напряжение, отмеченное как dc component . Я должен был сообщить SPICE основную частоту (для прямоугольной волны с периодом 20 миллисекунд эта частота равна 50 Гц), чтобы он знал, как классифицировать гармоники. Обратите внимание, насколько малы амплитуды всех четных гармоник (2-й, 4-й, 6-й, 8-й) и как уменьшаются амплитуды нечетных гармоник (1-я самая большая, 9-я самая маленькая).
Этот же метод «преобразования Фурье» часто используется в компьютеризированных системах для выборки сигнала переменного тока и определения его гармонических составляющих. Распространенным компьютерным алгоритмом (последовательность шагов программы для выполнения задачи) для этого является быстрое преобразование Фурье или функция БПФ (FFT, Fast Fourier Transform). Вам не нужно беспокоиться о том, как именно работают эти компьютерные процедуры, но нужно знать об их существовании и применении.
Та же математическая техника, используемая в SPICE для анализа гармонических составляющих сигналов, может быть применена к техническому анализу музыки: разбивку любого конкретного звука на составляющие его частоты синусоид. На самом деле, вы, возможно, уже видели устройство, предназначенное для этого. Графический эквалайзер — это оборудование, которое управляет (а иногда и отображает) характером гармонического состава музыки. Оснащенный несколькими регуляторами или ползунками, эквалайзер способен избирательно ослаблять (уменьшать) амплитуду определенных частот, присутствующих в музыке, чтобы «настраивать» звук для удобства слушателя. Как правило, рядом с каждым рычагом управления будет отображаться «гистограмма», отображающая амплитуду на каждой конкретной частоте.
Рисунок 9 – Графический аудиоэквалайзер
Устройство, построенное только для отображения (не для управления) амплитуд каждого частотного диапазона сигнала смешанных частот, обычно называется анализатором спектра. Конструкция анализаторов спектра может быть как простой, как набор «фильтрующих» схем (подробности смотрите в следующей главе), предназначенных для разделения различных частот друг от друга, так и сложной, как специализированный компьютер, использующий алгоритм БПФ для математического разделения сигнала на его гармонические составляющие. Анализаторы спектра часто предназначены для анализа высокочастотных сигналов, например сигналов радиопередатчиков и компьютерного сетевого оборудования. В таком виде они часто выглядят как осциллограф:
Рисунок 10 – Анализатор спектра показывает амплитуду как функцию от частоты
Как и осциллограф, анализатор спектра использует дисплей для отображения графика сигнала. В отличие от осциллографа, этот график представляет собой зависимость амплитуды от частоты, а не амплитуды от времени. По сути, анализатор показывает график амплитудно-частотной характеристики сигнала: то, что инженер мог бы назвать анализом в частотной области, а не анализом во временной области.
Термин «область» является математическим: усложненный вариант для описания горизонтальной оси графика. Таким образом, график осциллографа – амплитуды (по вертикали) во времени (по горизонтали) – является анализом во «временной области», тогда как график анализатора – спектра амплитуды (по вертикали) по частоте (по горизонтали) – является анализом в «частотной области». Когда мы используем SPICE для построения графика амплитуды сигнала (амплитуды напряжения или тока) в диапазоне частот, мы выполняем анализ в частотной области.
Обратите внимание на то, что анализ Фурье из последнего моделирования SPICE не является «идеальным». В идеале, амплитуды всех четных гармоник должны быть абсолютно равны нулю, как и постоянная составляющая. Опять же, это не столько причуда SPICE, сколько свойство волн в целом. Волна бесконечной продолжительности (бесконечное число циклов) может быть проанализирована с абсолютной точностью, но чем меньше циклов доступно для анализа, тем менее точен анализ. Анализ Фурье может свести форму сигнала к определенному ряду синусоидальных сигналов, только когда у нас есть уравнение, описывающее сигнал в целом. Чем меньше циклов сигнала, тем меньше его частота. Если довести эту концепцию до логического предела, короткий импульс – сигнал, который даже не завершает цикл, – фактически не имеет частоты, а скорее действует как бесконечный диапазон частот. Этот принцип является общим для всех волновых явлений, а не только для переменных напряжений и токов.
Достаточно сказать, что число циклов и достоверность частотного компонента (-ов) сигнала связаны напрямую. Мы могли бы улучшить точность нашего анализа, позволив колебаниям сигнала пройти много циклов, и в результате был бы спектральный анализ, более соответствующий идеалу. В следующем анализе для краткости я опустил график формы сигнала – это просто очень длинный прямоугольный сигнал:
Рисунок 11 – Улучшенный анализ Фурье
Обратите внимание, что этот анализ (рисунок выше) показывает меньшее напряжение компонента постоянного напряжения и более низкие амплитуды для каждого синусоидального сигнала четных гармоник, и все это потому, что мы позволяем компьютеру сделать выборку большего количества циклов сигнала. Опять же, неточность первого анализа – не столько недостаток SPICE, сколько фундаментальное свойство волн и анализа сигналов.
Источник