O’ZBEKISTON ALOQA, AXBOROTLASHTIRISH VA TELEKOMMUNIKATSIYA TEXNOLOGIYALARI DAVLAT QO’MITA

 

TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI

 

                                                            

 

 

                                                            

«ELEKTR ZANJIRLAR NAZARIYASI»

                                                                                                                                                                                                                                                                KAFEDRASI

 

 

 

 

ELEKTR ZANJIRLAR NAZARIYASI

FANIDAN LABORATORIYA ISHLARINI

BAJARISH UCHUN

USLUBIY QO’LLANMA

2-QISM

 

5211800 «Maxsus yoritish texnologiyalari»,

5522100 «Televideniye, radioaloqa va radioeshittirish»,

5522200 «Telekommunikatsiya»,

5524400 «Mobil aloqa»,

5525500 «Audio-video texnologiyalari»,

yo’nalishlarida o’qiydigan talabalar uchun

 

 

 

 

 

 

TOSHKENT-2014

 

 

Tuzuvchilar: To’laganova V.A., Kozlov V.A., Maxmadiyev G’.M. «Elektr zanjirlar nazariyasi fanidan laboratoriya ishlarini bajarish uchun uslubiy qo’llanma», 2-qism. Toshkent, TATU,  2014. - 66 b.

Ushbu uslubiy qo’llanma Toshkent axborot texnologiyalari universitetida To’laganova V.A., Kozlov V.A., Maxmadiyev G’.M. lar tomonidan 2013 yilda tayyorlangan «Elektr zanjirlar nazariyasi fanidan laboratoriya ishlarini bajarish uchun uslubiy qo’llanma», 1-qismning davomidir. Uning tarkibiga qisqa nazariy ma’lumotlar bilan ta’minlangan 9 laboratoriya ishlarini bajarishning uslublari keltirilgan.

Uslubiy qo’llanma 5211800 «Maxsus yoritish texnologiyalari», 5522100 «Televideniye, radioaloqa va radioeshittirish», 5522200 «Telekommunikatsiya», 5524400 «Mobil aloqa», 5525500 «Audio-video texnologiyalari», 5525700 «Ovoz yozish texnologiyalari» yo’nalishlarida o’qiydigan talabalar uchun mo’ljallangan.

 

 

 

 

 

LABORATORIYA ISHLARINI BAJARISH UCHUN TAYYORLANISH, ISHLARNI BAJARISH, HISOBOTLARNI TAYYORLASH VA ULARNI HIMOYA QILISH BO’YICHA UMUMIY KO’RSATMALAR

 

Ushbu uslubiy qo’llanma «Elektr zanjirlar nazariyasi» (EZN) fanining o’quv dasturi asosida Toshkent axborot texnologiyalari universiteti va uning filiallari bakalavriatura talabalari uchun tayyorlangan. Bu dasturga muvofiq, talaba laboratoriya ishlarini bajarish uchun mustaqil tayyorlangandan so’ng, u darsga kiritilishi uchun kollokviumdan o’tishi, laboratoriya ishlarini bajarishi, tajriba natijalarini tahlil qilishi, hisobotni rasmiylashtirishi va ularni himoya qilishiga 18 soat vaqt ajratilgan.

Birinchi darsga kirishishdan avval, talaba universitet va laboratoriya ichki tartib, texnika xavfsizligi qoidalarini o’zlashtirishi va ularga qat’iy amal qilishga so’z berishi haqidagi ahdnoma - jurnalga imzo chekishi shart.

Mashg’ulotlar bajarilishida 24-25 nafarli talabalar guruhi ikki nimguruhga ajratilib, har bir nimguruhga alohida raxbar - o’qituvchi tayinlanadi. Texnika xavfsizligi qoidalariga muvofiq, har bir nimguruh yana ikki brigadaga ajratilib, laboratoriya stendlariga birkitiladi.

Har bir laboratoriya ishi bajarilishidan avval unga tayyorlanish ishlari o’tkazilishi shart. Buning uchun talaba dars jadvali bo’yicha bajarilishi lozim bo’lgan ish muddatidan 2 - 3 kun avval ushbu laboratoriya ishiga taalluqli bo’lgan nazariy bilimlarni tegishli darsliklar yordamida chuqur o’zlashtirib olishi, uslubiy qo’llanmani mukammal o’rganib chiqishi va unda keltirilgan materiallar asosida hisobotning skeletini tayyorlashi shart. Bunday tayyorgarchiligi bo’lmagan talaba ushbu laboratoriya mashg’ulotiga kiritilmaydi. Keyingi darsga esa ushbu ishni (dars jadvalidan tashqari o’qituvchining bo’sh vaqtida) talaba qayta bajargandan va ushbu ishni bajarish uchun tayyor ekanligini ko’rganidan so’ng kiritiladi.

Elektr sxemani yig’ishdan avval, talaba mazkur ishda qo’llaniladigan elektr jihozlari va o’lchov asboblari bilan tanishib chiqishi shart.

Tajriba bajarish uchun ruxsat olgan talabalar o’zlariga ajratilgan zanjir varianti uchun elektr zanjirining ishchi sxemasini tuzadilar va zanjir elementlarining parametrlarini aniqlaydilar. O’qituvchiga natijalar ko’rsatilib, undan ruxsat olinib, laborantdan o’tkazgichlar komplekti olinadi va o’rganilayotgan sxemani qurishga kirishiladi. Yig’ilgan sxema o’qituvchi tomonidan tekshiriladi va uning ruxsatidan so’ng tajriba ishlari boshlanadi. Tajriba natijalarini har bir talaba o’z hisobotiga yozib oladi.

Elektr zanjirini manba kuchlanishiga ulash faqat o’qituvchining ruxsati va uning ishtirokida bajariladi.

Ishning ma’lum bosqichlarini bajargandan so’ng sxemani yig’ishtirish va yangisini qurish faqat avvalgi bosqich tajriba ishlari natijalari bilan o’qituvchini tanishtirib, uning ruxsatini olgandan so’ng bajariladi.

Har bir bajarilgan laboratoriya ishi bo’yicha avvaldan tayyorlangan hisobot skeleti to’ldiriladi. Hisobot A4 format oq qog’ozning bir tomonida standart (Konstruktorlik xujjatlarini tayyorlashning yagona tizimi) asosida yoziladi. Hisobotning titul varag’i ilovada keltirilganidek tuziladi va unda barcha imzolar, bajarilgan va himoya qilingan sana bo’lishi shart.

Hisobotda quyidagi qismlar bo’lishi shart:

- ishni bajarishdan maqsad;

- dastlabki hisoblashlar uchun zarur bo’lgan berilgan qiymatlar;

- elektr zanjiri tavsiflarini hisoblash; 

- tekshirilayotgan zanjirlar sxemalari;

- hisoblashlardagi zaruriy ifodalar;

- hisoblangan va o’lchangan qiymatlar keltirilgan jadvallar;

- olingan natijalarning tahlili;

- grafiklar, diagrammalar;

- ish bo’yicha xulosalar.

Sxema va grafiklar (M yumshoqlikdagi) qalamda chizish asboblari yordamida Davlat standarti asosida quriladi. Grafiklar katak qog’ozga chiziladi. Bir koordinata tizimida birnecha egri chiziqlarni keltirish mumkin, biroq bunda asosiy shkalalarga parallel qilib qo’shimcha shkalalar chizish zarur. Koordinata o’qlariga o’zgaruvchi qiymatlar ma’lum masshtabda va o’lchov birliklarida, aksariyat, noldan boshlab qo’yiladi. Absissa o’qiga mustaqil o’zgaruvchi qiymat qo’yiladi. Grafiklarda nazariy va eksperimental olingan egri chiziqlar bir-biridan ajrata olish darajasida keltirilishi zarur. Talabalar bu egri chiziqlarning farqlari sabablarini tushintira bilishlari shart.

Laboratoriya ishi tugagandan so’ng ish joyi tartibga keltirilgan bo’lishi shart. Ulash o’tkazgichlari komplekti ehtiyotlik bilan saralanib, laborantga topshirilishi shart.

Hisobotlarni to’ldirib, eksperimental qiymatlarni taqdim etgan va o’qituvchi tomonidan imzolangandan so’ng ish bajarildi, deb hisoblanadi. Hisobotlar barcha talablar asosida bajarilib, natijalar to’g’ri xulosalanib, o’qituvchi tomonidan berilgan nazorat savollariga to’g’ri javoblar keltirilgandan so’ng, hisobot topshirilgan bo’ladi.

Agar talaba laboratoriya ishiga tayyorlanmagan bo’lsa, yoki avvalgi ishining hisobotini himoya qilmagan bo’lsa, u navbatdagi laboratoriya ishiga kiritilmaydi.

 

 

 

 

 

9-LABORATORIYA ISHI

DIFFERENSIALLOVCHI

ELEKTR ZANJIRLARINI TEKSHIRISH

 

Ishning maqsadi - kirish signalining ko’rinishlari turlicha bo’lgan passiv va aktiv differensiallovchi zanjirlarni nazariy va tajriba yo’llari bilan tekshirish.

 

9.1. Nazariy ma’lumotlar

 

  Differensiallovchi zanjir (DZ) deb shunday to’rtqutblikka (TQ) aytiladiki, ularning chiqishidagi kuchlanishning funksiyasi kirish kuchlanishi hosilasiga teng  bo’lsin. Bunda a - o’zgarmas koeffitsiyent.

 

 

 

 

 

 

9.1-rasm. Differensiallovchi zanjirlar:

a - DZning umumiy belgilanishi; b - passiv RC-DZ va v - passiv RL-DZ.

 

Amaliyotda passiv va aktiv DZlar mavjud. Oddiy ikki elementli RC- va RL-zanjirlar (9.1, a va b-rasmlar) ma’lum shartlar bajarilishi bilan passiv DZlar deb qaralishi mumkin. Ushbu shartni qanoatlantiruvchi RC-zanjirlar (9.1,b-rasm) ancha keng qo’llanadi. Ular kirish qismi uchun Kirxgofning ikkinchi qonuni quyidagicha yoziladi

.

Shunda qarshilikdagi kuchlanishlar pasayuvi sig’im kuchlanishidan ancha kichik u_R<<u_C bo’lsa, u holda

                                                

                                             

                                                                                 (9.1)

bo’ladi, bunda  τ = RC – zanjirning vaqt doimiysi deyiladi.

Bundan ko’rinadiki, RC-zanjir u_R<<u_C bo’lganda va zanjirning vaqt doimiysi τ signal davomiyligi  t_i dan ancha kichik τ<<t_i bo’lganda differensiallovchi zanjir bo’lar ekan.

Barqaror rejimdagi garmonik ta’sir uchun RC-zanjir (9.1,b-rasm) kompleks uzatish funksiyasi quyidagicha bo’ladi:

                                           (9.2)

Bunda wRC<<1; wt<<1; t<<1/w; t<<T bo’lgandagi RC-DZning kompleks uzatish funksiyasi quyidagicha bo’ladi:

                                                (9.3)

bunda      zanjirning ACHTdir;

               esa, zanjirning FCHT.

Passiv RC-DZning kamchiligi shundaki, barcha talablarga javob beruvchi differensiallash amalini bajarish uchun juda kichik vaqt doimiysi τ = RC bo’lishi talab etiladi, oqibatda, sig’im C ning miqdori juda kichik bo’lishiga, differensiallanuvchi singalning katta kuchsizlanishiga va katta xatoligiga olib keladi.

Operatsion kuchaytirgichli (OK) aktiv DZ ancha kichik differensiallash xatosiga ega (9.2,a-rasm). 

 

 

 

 

 

 

9.2-rasm. OKli aktiv DZ

Printsipial sxemasi - a) va operator sxemasi - b)

 

Operator uzatish funktsiyasini almashtirish sxemasidan (9.2,b-rasm) olamiz

                                                                                    (9.4)

bunda   OKning kuchlanish bo’yicha kuchaytirish koeffitsienti;

           DZ shoxobchalari operator o’tkazuvchanligi.

OKli aktiv RC-DZning operatsion uzatish funktsiyasi quyidagi ifoda bilan aniqlanadi

                                                                          (9.5)

9.2,a-rasmda keltirilgan zanjirning tavsifiy tenglamasi

                                         

Bu tavsifiy tenglamaning ildizi quyidagicha aniqlanadi

                              

Agar  bo’lsa, aktiv differensiallovchi RC-zanjirning vaqt doimiysi

                            

passiv  RC-zanjirning vaqt doimiysidan ancha kichik bo’ladi τ_a<<τ. (9.5) ifodadan shuni ko’rish mumkinki,  bo’lganda aktiv (9.2,a-rasm) DZning (9.2,a-rasm) kompleks uzatish funktsiyasi

 

                                      

aktiv DZnikidan (9.3) faqat ishorasi «minus» bilan farq qiladi. Bunga sabab  inversiyali (elementlari o’rni o’zgartirilgan) OK ishlatilganligidir.

Shuni ta’kidlash zarurki, OKli aktiv DZ (9.2,a-rasm) kuchlanishning kuchaytirish koeffitsienti juda katta (μ=10⁵-10⁶) va OKning kirish qarshiligi yuqori (R_kir=1÷3 MOm) bo’lishi sharti sababli uning shovqindan himoyasi past bo’lganligi uchun amaliyotda ishlatilmaydi.

DZning chiqishidagi signal shaklini aniqlash zarur bo’lganda uning  kirish klemmalaridagi signaldan vaqt bo’yicha olingan hosilaga mos keluvchi grafikni chizish zarur. Buning uchun, kirish kuchlanishi grafigining bir nechta nuqtalariga urinma o’tkazib, ular og’ish burchaklari tangensiga proportsional bo’lgan oniy qiymatlar grafigini chizish kerak.

Bunday grafiklar namunasi 9.3-rasmda keltirilgan.

 

 

 

 

 

 

 

9.3-rasm. Kirishdagi kuchlanishlar  vaqt diagrammasi va ularning hosilalari

b)

a)

Vaqt doimiysi t =RC qiymatlari turli bo’lgan passiv DZ (9.1-b rasm) kirishiga bir qutbli to’g’ri burchakli impulslar davriy ketma-ketligi ko’rinishidagi kuchlanish u₁ berilgandagi chiqish klemmasi kuchlanishlari u₂ 9.4-rasmda keltirilgan.

g)

d)

v)

Impuls texnikasida t << t_i bo’lgandagi (9.4-rasmga qarang) bo’lgandagi ish rejimlari keng tarqalgan. Birinchi holda DZ to’g’ri burchakli impulslarni qisqa bipolyar impulslarga aylantirish uchun xizmat qiladi. Ikkinchi holda DZ ajratuvchi zanjir bo’lib xizmat qiladi.

 

9.2. Dastlabki hisoblashlar

 

2.1. Berilgan boshlang’ich ma’lumotlar varianti (9.1-jadval) asosida quyidagilarni hisoblang:

a) vaqt doimiysi ni, bunda f=2kHz, τ=1/(20·2000)=2,5·10^-5 s.

b) rezistor qarshiligi R=t/Cni, Cning qiymati 9.1-jadvaldan olinadi.

 

Differensiallovchi passiv RC-zanjir

sig’imlarining parametrlari

                                                                                                                                        9.1-jadval

 

 

 

 

 

 

Var.№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
C, nF	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	60	70	80	90	100
R,Om	5000	2500	1667	1250	1000	833	741	625	556	500	417	357	313	278	250

 

 

 

 

 

2.2. Agar kirishdagi kuchlanish:

a) sinusoidal;

b) to’g’ri burchakli impulslar ketma-ketligi ko’rinishida;

v) uchburchak shaklidagi bipolyar impulslar bo’lsa, ideal DZ (9.2-rasm) chiqishidagi kuchlanishning taxminiy ko’rinishini chizing.

 

9.3. ISHNI BAJARISH TARTIBI

9.3.1.  Kirishida sinusoidal kuchlanishi bo’lgan passiv

differensiallovchi RC-zanjining tadqiqoti

3.1.1. 9.5-rasmda keltirilgan sxemani yig’ing.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.5-rasm. Passiv differensiallovchi RC – zanjirning tadqiqoti sxemasi

 

3.1.2. Dastlabki hisobda olingan R qarshilikning qiymatini o’rnating. Garmonik (sinusoidal) kuchlanish generatori G₁ ni va ossillografni yoqing. Generator G₁ chastotasini   va chiqishdagi kuchlanishni o’rnating.

Ossillografning «razvertkasi», sinxronizatsiyasi va kuchaytirish tezligini sozlash yo’li bilan kirish kuchlanishi u₁ va chiqish kuchlanish u₂ ning ostsillogrammalarini tekshirish uchun qulay bo’lishi va qo’zg’almasligiga erishing. Ossillograf ekranidan (katak qog’ozga) kirishdagi u₁(t) va chiqishdagi u₂(t) kuchlanishilarning ostsillogrammalarini chizib oling. V₁ va V₂ voltmetrlar yordamida DZning kirishidagi va chiqishidagi kuchlanishlarning ta’sir qiymatlarini o’lchang. Fazometr yordamida kirish va chiqish kuchlanishlar orasidagi faza φ burchagini o’lchang. O’lchov  natijalarini 9.2-jadvalga kiriting. Kirishdagi va chiqishdagi kuchlanishlar orasidagi fazalar farqiga e’tibor  bering. Sifatli differensiallashda bu fazalar farqi 90⁰  ga yaqin.

9.3.1.3. Rezistor R ning qarshiligini 5 marta kamaytiring. Bunda chiqishdagi kuchlanish qiymati kamayadi, differensiallash sifati ortadi. Kirishdagi va chiqishdagi kuchlanishlarning ostsillogrammalarini chizing. V₁ va V₂ voltmetrlar va fazometrning ko’rsatkichlarini 9.2-jadvalga kiriting. 

9.3.1.4. Hisoblangan qarshilik R ning qiymatini 5 marta kamaytiring, kirishdagi va chiqishdagi kuchlanishlarning ossillogrammalarini chizib oling. V₁, V2 voltmetrlar va fazometrning ko’rsatishlarini 9.2-jadvalga kiriting.

                                                                                                                 9.2-jadval

	R, kΩ	U1, V	U2, V	U2/U1	φ / ψA- ψV/  ψu2- ψu1, grad
R/5
R
5R

9.3.2. Kirish kuchlanishi to’g’ri burchakli impulslarning davriy ketma-ketligi ko’rinishida bo’lgan passiv differensiallovchi RC-zanjir tadqiqoti

 

9.3.2.1. Sxemasi 9.6-rasmda keltirilgan zanjir chizmasini chizing.

 

 

 

 

 

 

 

9.6-rasm. Impulsli ta’sir  ostidagi  RC-DZ sxemasi tadqiqoti

 

9.3.2.2. Sxema kirishiga to’g’ri burchakli impulslarning musbat ketma-ketligi generatorini ulang. Generator “DLIT” rezistori yordamida o’zgartiriluvchi, 200 mks.dan 1000 mks. gacha bo’lgan oraliqda, uzunligi t_i=T/2 bo’lgan to’g’ri burchakli musbat impulslarni ishlab chiqaradi. Impulslar amplitudasi  oraliqda sozlanadi. Generatorning chiqish qarshiligi 5,0 Om. Generator chiqishi 30 sekunddan ko’p bo’lmagan vaqtga qisqa tutashuvdan himoyalangan.

9.3.2.3. Generator chiqishida davomiyligi t_i=250mks (f=2kGs chastotaga mos keladi) va amplitudasi  bo’lgan kuchlanishni o’rnating.

 

9.3.3. Kirish kuchlanishi bipolyar arrasimon impulslarning davriy ketma-ketligi ko’rinishida bo’lgan passiv differensiallovchi RC-zanjir tadqiqoti

 

9.3.3.1. 9.6-rasmdagi sxemada musbat to’g’ri burchakli impulslar kuchlanishi manbaini bipolyar arrasimon impulslar kuchlanishi manbai bilan almashtiring. Natijada 9.7-rasmda keltirilgan sxema hosil bo’ladi.

 

 

 

 

 

 

 

9.7-rasm. Musbat bipolyar uchburchakli kuchlanish ta’siridagi RC-DZ tadqiqotining sxemasi

 

Bu generator 0 ga nisbatan simmetrik arrasimon  kuchlanishni ishlab chiqaradi. U 1,5  kuchlanishli sozlanmaydigan amplitudaga ega.

Arrasimon kuchlanishning qiyaligi o’zgaruvchan rezistor «DLIT» yordamida o’zgar-tiriladi. Genratorning chiqish qarshiligi 1000Ω. Chiqish klemmalari qisqa tutashuvdan chegaralanmagan davomiylikda himoyalangan. Manbaning ichki qarshiligini hisobga olish uchun R qarshilik dastlabki hisob natijasida olingan qarshilikdan 1000Ω ga kichik bo’lishi kerak. Ossillograf ekranidan DZ kirishidagi va chiqishidagi kuchlanish grafiklari u₁(t) va u₂(t)ni 3.1 bandda ko’rsatilgan 3 ta R-1000 qarshilik qiymatlarida chizib oling.

9.3.4. Qo’shimcha topshiriq

Aktiv differensiallovchi RC-zanjir tadqiqoti

9.6-rasmda keltirilgan sxemani yig’ing. Sig’im C va qarshilik R ning qiymatlarini dastlabki hisoblash natijalaridan oling.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.6-rasm. ARC-DZ tadqiqotining sxemasi

 

Manbadan kelayotgan kirishidagi sinusoidal kuchlanishi G₁ U₁=0,5V bo’lgan aktiv DZning kirish va chiqish kuchlanishlari tasvirini ossillograf ekranidan chizib oling. Bunda har gal teskari bog’lanishdagi R qarshilikning qiymati 2 martadan oshiriladi yoki kamaytiriladi. Yuqoridagi R ning barcha o’zgartirilishlarida aktiv DZ-zanjirning chiqish kuchlanishlari shakli o’zgarmasligiga va kirish va chiqish kuchlanishlari orasidagi faza burchaklari 90⁰  bo’lishiga e’tibor berish zarur.

 

9.4. Tadqiqot natijalarini qayta ishlash

9.4.1. DZning kirishidagi u₁ va chiqishidagi u₂ kuchlanishlar grafiklarini taqqoslang.

9.4.2. Barcha xolatlar uchun differensiallash sifati koeffitsientini Q=T/t hisoblang. Bunda T=1/f; f=2 kHz. Barcha grafiklarda ning qiymatlarini ko’rsating.

 

9.5. Hisobotning tarkibi

9.5.1. Ishning nomi va maqsadi.

9.5.2.Tekshirilayotgan zanjirlar sxemalari va elementlarining parametrlari.

9.5.3.Dastlabki hisoblash natijalari.

9.5.4.Tekshirilayotgan zanjir kirishidagi va chiqishidagi kuchlanish grafiklari.

9.5.5.O’lchov va hisob natijalari bo’yicha xulosalar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.6. Nazorat savollari  

9.6.1. DZ kirishiga to’g’ri burchakli impulslar ketma-ketligi shaklidagi u₁ kirish kuchlanishi ulangan. Differensiallash sifati bilan chiqishdagi signal orasida moslikni aniqlang.      Differensiallash sifati:                       Chiqishdagi signal:

 

 

 

 

 

                                                1.Ideal                 2.Qoniqarli         3.Qoniqarsiz

Javob variantlari:

A) 1-a;2-b;3-d. B) 1-d;2-v;3-g. V) 1-b;2-v;3-g. G) 1-b;2-a;3-d. D) 1-g;2-d;3-a.

 

 6.2. Quyida keltirilgan impulslarni RC-DZda qoniqarli differensiallash uchun zarur bo’lgan t ning qiymatini tanlang

Javob variantlari:

 A); B);

 V); G) ;

 D).

 

6.3. Qoniqarli differensiallashni ta’minlaydigan kirish impulsi uzunligi t_i bilan quyidagi zanjir vaqt doimiysi  τ= RC  orasidagi bog’lanish qiymatini ko’rsating.

Javoblar:

A) RC< t_i.      B) RC<< t_i.

V) RC= t_i.      G) RC> t_i.

D) RC>> t_i.

 

 

6.4. Davri T=5 va davomiyligi t_i=2,5ga teng bo’lgan to’g’ri burchakli impulslar ketma-ketligi kiruvchi kuchlanish sifatida berilgan, RL-zanjir differensiallovchi bo’lishini ta’minlaydigan t = RL qiymatini ko’rsating.

Javoblar variantlari: A.; B.; V.; G. ; D.

 

6.5. Agar R=1kΩ bo’lsa, kirish kuchlanish P-simon (T=2, t_i=1) bo’lgan RL- zanjiri differensiallovchi bo’lishi uchun zarur bo’lgan Lning qiymatini ko’rsating.

Javoblar variantlari:

A. 1Hn;        B. 10 Hn;  

V. 0,5 Hn;    G. 10mHn;

D. 0,2 Hn.

 

6.9. Qarshiligi R=10 kΩ va sig’imi C=1 nF bo’lgan RC-zanjir kirish u₁ sinusoidal kuchlanishi davrining qanday qiymatlarida signal eng yuqori sifat bilan differensiallanadi?

Javoblar variantlari: A) T=1 mks; B) T=1 ms; V) T=10 mks; G) T=5 mks; D) T=1 s.

 

6.6. Kirish kuchlanish u₁ sinusoidal (davri T=2) bo’lgan RL-zanjiri differensiallovchi bo’lishi uchun induktivlik qiymati  L=20 mHn bo’lgandagi Rning qiymatini ko’rsating.

Javoblar variantlari:

A) 1 Ω;  B) 10 Ω; 

V) 1 kΩ;     G) 20 Ω;   

D) 15 Ω.

 

6.7. Ushbu u₁  signal ideal differensiallanganda chiqish kuchlanishi   u₂   ning grafigini ko’rsating.

 

 

 

 

 

Javoblar variantlari: A) a-rasmdagidek;  B) b-rasmdagidek; V) v-rasmdagidek;

 

6.8. RC-zanjir qarshiligi R=10 kΩ va sig’imi C=1 nF bo’lsa, zanjir kirish u₁  kuchlanishining quyida berilgan qanday shakllarida signal differensiallanmaydi?

Javoblar variantlari:

 

 

 

 

 

 

 

6.10. Ideal DZning kirish kuchlanishi u₁ rasmda keltirilgandek bo’lsa, chiqish kuchlani-shining u₂ shaklini aniqlang.

Javoblar variantlari:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10-LABORATORIYA ISHI

INTEGRIALLOVCHI ELEKTR ZANJIRLARINI TEKSHIRISH

 

Ishning maqsadi: 

-passiv va aktiv integrallovchi zanjirlarning (IZ) amaliyotda uchraydigan sxemalarini o’rganish;

-IZning har xil kirish kuchlanishlari va elentlari parametrlarida zanjir chiqishidagi stgnallar shakllarini eksperimental tekshirish.

 

10.1. Nazariy ma’lumotlar

 

Zamonaviy telekommunikatsion tizimlari, impuls texnikasi, hisoblash texnikasi va boshqa sohalarda shunday chiziqli elektr zanjirlari (CHEZ) keng qo’llaniladiki, ularning chiqish klemmalaridagi u₂(t) signallar ularning kirishi kuchlanishidan u₁(t) olingan integralga proportsional bo’ladi

                                              ,

bunda  - proportsionallik koeffitsienti.

Bunday CHEZ integrallovchi zanjirlar deb ataladi.

Aksariyat ketma-ket ulangan rezistor va kondensatordan (10.1,a-rasm) iborat bo’lgan passiv IZ qo’llaniladi. Chiqish kuchlanishi u₂ kondensator C dan olinadi.  

 

 

 

 

 

 

10.1-rasm. Passiv IZ sxemalari: a) RC-zanjir; b) RL-zanjir

 

10.1,a-rasmda keltirilgan RC-zanjirning uzatish funktsiyasi quyidagi shaklga ega

                                           .               (10.1)

            IZning tavsifiy tenglamasi

bitta ildizga ega

bunda   τ = RC  -  zanjirning vaqt doimiysi.

Qoniqarli integrallashni amalga oshirish uchun zanjirning integrallash doimiysi impuls davomiyligidan juda katta bo’lishi zarur, ya’ni

t=RC>>t_i,

bunda  t_i – kirish signalining davomiyligi.

Vaqt doimiysi t = RC  yoki t = L /R  qancha katta bo’lsa, integrallash aniqligi shuncha yuqori bo’ladi. Ammo, vaqt doimiysi juda ham katta bo’lma olmaydi, chunki bunda chiqish kuchlanishi juda kichik qiymatga aylanadi. 10.2-rasmda IZning kirish klemmalariga to’g’ri burchakli musbat ishorali yakki kuchlanish (10.2,a-rasm) va bipolyar to’g’ri burchakli signal (10.2,b,v-rasm) berilgandagi kirish u₁ va chiqish u₂ signallarining grafiklari keltirilgan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.2-rasm. Passiv va aktiv integrallovchi zanjir kirish u₁ va chiqish u₂ kuchlanishlari diagrammalari

 

Kompleks shakldagi kuchlanini integrallashga kompleks kuchlanishning jw qiymatga bo’linishi mos keladi, shuning uchun ixtiyoriy to’rtqutblik quyidagi ifoda shartini bajarsa, u integrallovchi zanjin bo’ladi

U₂(jω)≈U₁(jω)/jw

yoki, boshqacha shaklda keltirganda

H(jw)U₂(jω)/U₁(jω)=1/jw = (1/ω) exp(-90 ⁰).

10.1,a-rasmdagi zanjir uchun

                                       (10.2)

Demak, ideal IZ  H(w)1/w   amplituda-chastotaviy tavsifiga ega bo’lishi yoki

                          wRC>>1   yoki   f >>(1/2)pRC=(1/2)pt=f₀ /2π           (10.3)

tengsizlik bajarilishi zarur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.3-rasm. Passiv integrallovchi RC-zanjirlarning ACHT

(R=100 kΩ, C=50 nF, τ=5ms., f₀ =1/τ =200Hz)

 

Integrallovchi RC-zanjir FCHTdan (10.1,a-rasm) shu ko’rinadiki,   f = f₀ = 1/ τ = =1/RC=200Hz. chastotada va kuchlanishni uzatish koeffitsienti H(f₀) =U₂/U₁=0,155 bo’lganda kirish va chiqish kuchlanishlari orasidagi fazalar farqi  φ(f₀) = 80, chastota ikki marta f=2f₀=400Hz. ortgandagi va kuchlanishni uzatish koeffitsienti H(2f₀)= =U₂/U₁=0,08 bo’lgan holatda fazalar farqi φ(2f₀) = 85⁰  va integrallash sifati anchagina yuqori. Kuchlanishning o’n marta kuchsizlanishi esa chastota f=300 Hz.da va fazalar farqi φ = 83⁰ bo’lganda ko’riladi. Bundan shunday xulosa chiqarish mumkinki, berilgan passiv integrallovchi RC-zanjirda berilgan chastota f uchun vaqt doimiysi t ni aniqlash uchun ikkinchi variantni tanlaymiz. Buning uchun 

f = 2f₀=2/τ,

undan                          t = 2/f=2T.                                                                     (10.4)

Ushbu  holatda  IZning  chiqishidagi  kuchlanish  kirishdagiga  nisbatan U₁ /U₂ = 12,5 marta kichik bo’ladi.

IZlarni kirish  signallariga nisbatan davomiyligi kattaroq va frontining qiyaligi kichikroq bo’lgan chiqish signallarini olish uchun ishlatiladi. Bunday zanjirlar turli funktsiyalarni bajaradi. Masalan, impuls shovquni ta’sir ini kamaytirish imkonini beradi, uzunligi bo’yicha farq qiladigan signallarni amplitudasi bo’yicha farq qiladigan signallarga aylantirib beradi va h.k. Qisqa impulslar ta’sir  qilganda kondensator to’liq zaryadlanishga ulgurmaydi, davomiyligi katta bo’lgan ta’sir da esa – ulguradi, shu sababli zanjir chiqishidagi kuchlanishlar orasida farq yuzaga keladi. (10.3-rasm).

Passiv IZlar kichik aniqlikka ega bo’lishi sababli, analog texnikasi amaliyotida invertorlovchi operatsion kuchaytirgich (OK) va RC-zanjirlar asosida qurilgan aktiv integrallovchi zanjirlar (AIZ) qo’llaniladi.

Invertorlovchi OK asosida qurilgan IZning printsipial sxemasi 10.4-rasmda keltirilgan.

 

 

 

 

 

10.4-rasm. OK asosidagi aktiv IZ sxemasi

 

 

 

 

 

 

 

10.5-rasm. IZ yordamida amplitudali modulyatsiyalangan to’g’ri burchakli impulslarning o’ramasini ajratib olish

 

ARC integratorning operatsion uzatish funktsiyasi (10.3-rasm) quyidagi ko’rinishda bo’ladi

                                                    (10.5)

Tavsifiy tenglamasi F₂(p)=0, ya’ni

(1+m)RCp+1=0

m>>1 va p₁ »1/mt  quyidagi ildizlarga ega

p₁= -1/(1+m)RC=-1/(1+m)t.

Bundan shuni ko’rish mumkinki, OKni qo’llash natijasida vaqt doimiysi  m  marta ortar ekan, ya’ni

t_a=1/| p₁| » mt.

OKda m ning qiymati birnecha ming birlikni tashkil etganligi sababli, passiv IZ ma’lum aniqlikda bajarilayotgan integralanish oralig’i, OK qo’llaganda keskin ortadi.

Bunday IZning chiqish klemmalaridagi kuchlanish quyidagi ifoda bilan anqlanadi

                                                                    (10.6)

Tenglamaning o’zgarmas tashkil etuvchisi u_C(0) – sig’imdagi boshlang’ich kuchlanish bo’lib, t=0 dagi boshlang’ich shartni ifodalaydi. Maxsus uchullar yordamida ixtiyoriy boshlang’ich shartlarni amalga oshirish mumkin. Bundan buyon  u_C(0) = 0 deb qabul qilamiz.

Agar kirish kuchlanishi o’zgarmas  bo’lsa, chiqish kuchlanishi quyidagi ifoda yordamida aniqlanadi

                                         (10.7)

ya’ni chiqish signali vaqt bo’yicha chiziqli ortib boradi (10.2,a-rasm). Shuning uchun ko’rilayotgan sxema chiziqli ortayotgan, chiziqli pasayayotgan yoki arrasimon kuchlanishlar uchun yaroqli bo’ladi (10.2,b-rasm).

 

10.2. Dastlabki hisoblashlar

Kirishiga amplitudasi U = 1V, davomiyligi t_i=250ms. bo’lgan to’g’ri burchakli impulslarning davriy ketma-ketligi (10.2-rasm) ta’siridagi passiv RC-zanjir (10.2,a-rasm)chiqishidagi  kuchlanishni hisoblang. Sig’im qiymatini 10.1,a-jadvaldan tanlang.

Integrallovchi passiv RC-zanjir sig’imlarining parametrlari

                                                                                                         10.1,a-jadval

Agar  f=2kHz., , va C=50 nF bo’lsa, qarshilik Rning qiymati (10.4) shartdan aniqlanadi

RC-zanjir (10.1,a-rasm) chiqish kuchlanishi vaqt oralig’ida quyidagi ifoda yordamida hisoblanadi

u_chiq = U(1- exp(-t/τ)).

Vaqt t > t_i bo’lganda  passiv RC-zanjir chiqish kuchlanishi quyidagi ifoda yordamida hisoblanadi

u_chiq = U(1- exp(-t_i/τ))exp(-(t-t_i)/τ).

Hisoblash natijalari 10.1-jadvalga kiritiladi

 

 

 

 

 

10.6-rasm. Musbat to’g’ri burchakli impulslar ketma-ketligi

 shaklidagi kirish kuchlanishining grafigi

 

 

 

Dastlabki hisoblashlar natijalari

10.1-jadval

 

Hisoblashlar natijalari bo’yicha RC- integrallovchi zanjir kirish va chiqish kuchlanishlari grafigini chizing.

 

10.3. Ishni bajarish tartibi

10.3.1. Sinusoidal kuchlanish bo’lgandagi passiv RC-zanjir tadqiqoti

 10.3.1.1. 10.7-rasmda keltirilgan sxema bo’yicha zanjirni yig’ing.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.7-rasm. Integrallovchi passiv RC-zandir tadqiqoti sxemasi

 

10.3.1.2. Rezistor R qarshili qiymatini dastlabki hisoblashlarda aniqlangandan 600 Ω. miqdorga kamroq qilib o’rnating. Bu kamaytirish G2 garmonik kuchlanishlar generatori ichki qarshiligini (uning miqdori 600 Ω.ga teng) e’tiborga olish uchun zarurdir. G2 garmonik (sinusoidal) kuchlanishlar generatorini ostsillografga ulang. G2 generator kuchlanishini i U₁=5V, chastotasini f=2 kHz. Qiymatlariga o’rnating. Ostsillografning «razvertkasi», sinxronizatsiyasi va kuchaytirish tezligini sozlash yo’li bilan kirish kuchlanishi u₁ va chiqish kuchlanish u₂ ning ostsillogrammalarini tekshirish uchun qulay bo’lishi va qo’zg’almasligiga erishing. Ostsillograf ekranidan (katak qog’ozga) kirishdagi u₁(t) va chiqishdagi u₂(t) kuchlanishilarning ostsillogrammalarini chizib oling. V₁ va V₂ voltmetrlar yordamida I3ning kirishidagi va chiqishidagi kuchlanishlar ta’sir  qiymatlarini o’lchang. Fazometr yordamida kirish va chiqish kuchlanishlar orasidagi faza φ burchagini o’lchang. O’lchov  natijalarini 10.2-jadvalga kiriting. Kirishdagi va chiqishdagi kuchlanishlar orasidagi fazalar farqiga e’tibor  bering. Sifatli integrallashda bu fazalar farqi 90⁰  ga yaqin.

10.3.1.3. Rezistor R ning qarshiligini 5 marta kamaytiring. Bunda chiqishdagi kuchlanish qiymati ortadi, integrallash sifati pasayadi. Kirishdagi va chiqishdagi kuchlanishlarning ostsillogrammalarini chizing. V₁ va V₂ voltmetrlar va fazometrning ko’rsatkichlarini 10.2-jadvalga kiriting. 

10.3.1.4. Hisoblangan qarshilik R ning qiymatini 5 marta ko’paytiring, kirishdagi va chiqishdagi kuchlanishlarning ostsillogrammalarini chizib oling. V₁, V₂ voltmetrlar va fazometrning ko’rsatishlarini 10.2-jadvalga kiriting.

10.2-jadval

	R, kΩ	U1, V	U2, V	U2/U1	φ = ψA- ψV= ψu2- ψu1, grad
R/5
R
5 R

 

10.3.2. Kirish kuchlanishi to’g’ri burchakli impulslarning davriy ketma-ketligi ko’rinishida bo’lgan passiv integrallovchi  RC-zanjir tadqiqoti

 

10.3.2.1. Sxemasi 10.8-rasmda keltirilgan zanjir chizmasini chizing.

 

 

 

 

 

 

10.8-rasm. Impulsli ta’sir ostidagi  RC-IZ sxemasi tadqiqoti

 

10.3.2.2. Sxema kirishiga to’g’ri burchakli impulslarning musbat ketma-ketligi generatorini ulang. Generator “DLIT” rezistori yordamida o’zgartiriluvchi, 200 mks.dan 1000 mks. gacha bo’lgan oraliqda, davomiyligi t_i=T/2 bo’lgan to’g’ri burchakli musbat impulslarni ishlab chiqaradi. Impulslar amplitudasi  oraliqda sozlanadi. Generatorning chiqish qarshiligi 5,0 Ω. Generator chiqishi 30 sekunddan ko’p bo’lmagan vaqtga qisqa tutashuvdan himoyalangan.

10.3.2.3. Generator chiqishida davomiyligi t_i=250mks (f=2kGs chastotaga mos keladi) va amplitudasi  bo’lgan kuchlanishni o’rnating. 3.1 bandda bajarilgan tajriba ishlaridagiga o’xshash eksperimental tadqiqotlarni o’tkazing.

10.3.2.3. Generator chiqishida davomiyligi t_i=250mks (f=2kGs chastotaga mos keladi) va amplitudasi  bo’lgan kuchlanishni o’rnating.

 

10.3.3. Kirish kuchlanishi arrasimon bipolyar impulslarning davriy ketma-ketligi ko’rinishida bo’lgan passiv integrallovchi  RC-zanjir tadqiqoti

 

3.3.1. 10.8-rasmdagi sxemada ko’rsatilgan to’g’ri burchakli musbat impulslar kuchlanish manbai o’rniga bipolyar arrasimon impulslar kuchlanishining manbaiga almashtiramiz. Natijada 10.9-rasmda keltirilgan sxema hosil bo’ladi.

 

 

 

 

 

10.9-rasm. Arrasimon bipolyar impulslar davriy ketma-ketligi ta’siri ostidagi RC-IZ sxemasi tadqiqoti

Bu generator koordinata boshiga nisbatan simmetrik, amplitudasi 1,5V, sozlanmaydigan arrasimon u₁(t) kuchlanish ishlab chiqaradi. Arrasimon kuchlanishning tikligi «DLIT» o’zgaruvchan rezistor yordamida o’zgartiriladi. Generatorning chiqish qarshiligi 1000Ω. Chiqish klemmalari qisqa tutashuvdan davomiyligi chegaralanmagan holda himoyalangan. Manbaning ichki qarshiligini hisobga olish uchun R qarshilik dastlabki hisobda olingandagiga nisbatan 1000Ω kichik bo’lishi lozim. Ostsillograf ekranidan IZ kirishidagi u₁(t) va chiqishidagi u₂(t) kuchlanishlar grafiklari R=1000Ω qarshilikning 3.1-bandda ko’rsatilgan uchta qiymati uchun chizib oling.

 

10.4. Hisobotning tarkibi

10.4.1.Ishning nomi va maqsadi.

10.4.2.Tekshirilayotgan zanjirlar sxemalari.

10.4.3.10.1-jadval va u₂(t)=u_chiq(t) grafigi shaklidagi dastlabki hisoblash natijalari.

10.4.4.O’lchovlar sxemalari.

10.4.5.Tekshirilayotgan zanjir kirishidagi  va chiqishidagi  kuchlanishlar grafiklari.

10.4.6.O’lchov va hisob natijalari bo’yicha xulosalar.

 

10.5. Nazorat savollari

10.5.1. Elektr integrallovchi zanjir deb nimaga aytiladi?

10.5.2. Passiv integrallovchi zanjir sxemasini tasvirlang va u o’zining funktsiyasini yaxshi bajaradigan shartini yozing.

10.5.3.Operatsion kuchaytirgichda soddalashtirilgan aktiv integrallovchi zanjir sxemasini tasvirlang va uning hossalari ni tushintiring.

10.5.4. IZda qoniqarli integrallash uchun t  qiymaimnm tanlang.

Javob variantlari: A) 100ms.; B) 10ms.;  V) 1mks.;  G) 10mks.; D). 1ms.

10.5.5. Agar R=1 kΩ  bo’lsa, zanjir qoniqarli integrallovchi bo’lishi uchun 5.4 savol b-sxemasi RC-zanjiridagi S sig’imning qiymatini aniqlang.

Javob variantlari: A) 10 mkF; B) 10 nF;   V) 1 nF;   G) 1mkF;   D) 100 nF.

10.5.6. Induktivligi L=20 mHn bo’lgan RL-zanjirga davri T=1 ms. bo’lgan sinusoidal kirish kuchlanishi berilganda zanjir integrallovchi bo’lishi uchun R ning qiymatini qancha bo’lishi zarur?

Javob variantlar: A) 100Ω;    B) 2Ω;    V) 20Ω;    G) 1kΩ;    D) 2kΩ.

10.5.7. Soddalashtirilgan  passiv integrallovchi zanjirni ko’rsating.

 

 

 

 

 

Javob variantlari:

 

11-LABORATORIYA ISHI

TESKARI BOG’LANISHLI ZANJIRDA OPERATSION

KUCHAYTIRGICHNI TEKSHIRISH

 

Ishning maqsadi:

- operatsion kuchaytirgich (OK) asosida qurilgan tashqi chuqur manfiy teskari bog’lanishli (MTB) invertorlovchi va invertorlamaydigan kuchaytirgichlar tadqiqoti;

- OK li invertorlovchi jamlagich ishining tadqiqoti;

- OK ning komparator sifatida ishlashini tekshirish.

 

11.1. Nazariy ma’lumotlar

 

Operatsion kuchaytirgichlar (OK)-o’zida analogli kuchaytirgich xususiyatlarining afzalliklarini jamlagan, eng ko’p tarqalgan kuchaytiruvchi integral mikrosxema (IMS) hisoblanadi. Ikkita kirish va bitta chiqishga ega bo’lgan, kuchlanish bo’yicha kuchaytirish  koeffitsienti katta, hamda kirish qarshiligi katta, chiqish qarshiligi kichik bo’lgan o’zgarmas tokli differentsial kuchaytirgichni (O’TK) OK deb atash qabul qilingan. Odatda, uning natijaviy tavsiflarini aniqlovchi tashqi chuqur manfiy teskari boshlanishli (MTB) OK qo’llanadi.

11.1,a-rasmda OKning shartli grafik belgilanishi keltirilgan. 1-kirishga kuchlanish signali  berilganda, chiqishda  kuchlanish olinadi. 2-invertorlovchi kirishga  kuchlanish signali berilganda, OK ning chiqishida   kuchlanish olinadi.

Real OKlarning hossalari

bo’lgan ideal OKlarning hossalariga yaqinlashadi. Masalan, RP140UD8 turdagi OK quyidagi parametrlarga ega:

-quyi chastotalarda (QCH) kuchlanish bo’yicha kuchaytirish koeffitsienti;

f₁= 1 MHz - QCh kuchaytirish koeffitsienti μ=1 bo’lgandagi chastota;

MΩ –kirish chastotas.

O’zgaruvchan tashkil etuvchisi bo’yicha OKning chiziqli umumlashtirilgan sxemasi 11.1-b, rasmda keltirilgan. Kirishga  kuchlanish berilganda OK chiqishida  kuchlanish xosil bo’ladi. Ko’pgina holatlarda OKning ideallashtirilgan almashtirish sxemasini qo’llash mumkin (11.1-v, rasm). OKning invertorlanmaydigan sxemasi 11.2-a, rasmda ko’rsatilgan.

 

 

 

 

 

 

11.1-rasm. Operatsion kuchaytirgich (a) va uning almashtirish sxemasi belgilanishi (b,v)

Kuchlanish bo’yicha cheklangan kuchaytirish koeffitsientiga ega bo’lgan invertorlamaydigan OK sxemasi 11.2,a-rasmda keltirilgan. 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.2-rasm. OKli invertorlanmaydigan kuchaytirgich (a) va uning uzatish tavsifi (b)

 

Kirish va chiqish qarshiliklari orasidagi farqlar R_kir>>R_chiq; R_kir>>R_kir1; R_kir2>>R_chiq deb faraz qilib, (real OKlarda ushbu shartlar bajarilishi engil), kuchaytirgich kirishidagi teskari bog’lanish kuchlanishi qiymatini aniqlaymiz

                                   .                               (11.1)

         Chiqish kuchlanishi OKning kirishidagi kuchlanishlar farqi bilan aniqlanadi

                                                            (11.2)

         TBni e’tiborga olib, kuchlanishning natijaviy kuchaytirish koeffitsienti

                                                                                        (11.3)

ya’ni, TBsiz bo’lgandan kichik.                       

         Agar  bo’lsa

                                      .                                          (11.4)

         Kuchaytirish koeffitsienti  faqat R₂/R₁ga bog’liq bo’lsa ham, ular ixtiyoriy tanlanishi mumkin deb bo’lmaydi. Amaliy sxemalarda bu qarshiliklar Ω. oralig’ida qabul qilinadi.

Chuqur TB kiritilganda kuchaytirgichning chiqish qarshiligi OKning xos chiqish qarshiligidan ancha kichik bo’ladi (R_chiqTB<<R_chiq).

Kirish va chiqish qarshiliklarni quyidagi ifodalar yordamida aniqlash mumkin:

                              ;                                                             (11.5)

                              .                                                                     (11.6)

OKning chiqish kuchlanishi U_chikMakq± (0,9÷0,95)U_M , bunda U_M -IMS manbaining kuchlanishi. 11.2,a-rasmdagi sxemada chiziqli kuchaytirish rejimi kirish kuchlanishining  qiymatida erishiladi.  bo’lganligi uchun MTBli OKning chiziqli kuchaytirish kengligi etarli darajada kattadir (11.2,b-rasm). Tavsifning chiziqli qismidagi uzatish tavsifining (UT) nishabligi kuchaytirish koeffitsienti qiymati bilan aniqlanadi: 1-chiziq  uchun; 2-chiziq  uchun. Shunday qilib MTBni kiritish bilan UTning chiziqli oralig’ini kengaytirish imkonini beradi. 

Kuchaytirish qurilmalarida, shuningdek aktiv RC-filtrlar, avtogenerator, komparatorlarda MTBli OK asosida qurilgan invertorlovchi kuchaytirgichlar (11.3,a-rasm) keng qo’llaniladi. 

Kirish signali va MTB signali invertorlovchi OKning kirishiga beriladi, bunda  va  toklarning yig’indisi hosil bo’ladi (11.3,a-rasm). Bunday MTB parallel MTB deyiladi. Quyidagi shartlarni  bajaruvchi MTBli OK kuchaytirish koeffitsientini aniqlaymiz. Bu shartlar real OK sxemalarida oson yo’l bilan bajariladi, chunki IMSlarda , shuning uchun .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.3-rasm. Invertorlovchi kuchaytirgich (a) va uning uzatish tavsifi (b)

 

Agar OKning UT chiziqli qismida uning kirishlari orasidagi kuchlanish  ekanligini e’tiborga olsak, u holda

                                               ;                                            (11.7)

                                              ;                                                         (11.8)                     

demak

                                                                                                (11.9)

Ifodadagi minus ishorasi kirish va chiqish kuchlanishlarining qutblari qarama-qarshi ekanligidan dalolat beradi. Kuchaytirish koeffitsienti , ammo bunda  qiymati faqat R₂/R₁ qarshiliklar nisbatiga bog’liq bo’ladi, shuning uchun stabillik juda yuqori bo’ladi.

Ko’rilayotgan MTBli invertorlovchi kuchaytirgich (11.3,a-rasm) sxemasining kirish qarshiligi R_{kir TB}=R₁   invertorlamaydigan kuchaytirgich (11.2,a-rasm) kirish qarshiliga nisbatan juda kichik. 

Invertorlovchi OK tarkibigi MTBni kiritish uning chiqish qashiligini anchagina pasaytiradi

                                               .                                       (11.10)

Bunda   m ® ¥   R_{chiq TB} ® 0. 

Invertorlovchi kuchaytirgich (11.3,b-rasm) uzatish tavsifi invertorla-maydigan kuchaytirgichning (11.2,b-rasm) UTdan  shu bilan farq qiladiki, u tekislik koordinata tizimining  2- va 4-kvadrantlarda joylashgandir.

OKlar asosida kirish elektr signallari bilan har turdagi matematik amallarni [qo’shish, ayirish, differentsiallash (9.2-rasm), integrallash (10.3-rasm) va h.k.] bajarish uchun sxemalar yaratiladi. Bunday qurilmalar avtomatik boshqarish tizimlarida (ABT) keng qo’llaniladi. Ular analog EHMning asosini tashkil etadilar.

11.4,a-rasmda invertorlovchi uchta kuchlanishni qo’shuvchi summator sxemasi kultirilgan. U MTB zanjirli invertorlovchi kirishli OK asosida yig’ilgan. OKda R_chiq  katta bo’lganligi sababli

                        

                           i₁ + i₂ + i₃ = -i_TB= i.                                              (11.11)

11.3,a-rasm sxemasidagi kabi

                                                   i_TB= u_chik/R_TB .

Kirish toklari

i₁ = u_kir1/R;    i₂ = u_kir2/R;    i₃ = u_kir3/R ,

unda (11.11)ga ko’ra

                                 (u_kir1+u_kir2+ u_kir3)/R = -u_chik/R_TB ,                                           (11.12)

chunki

                             .                                                                (11.13)

R=R_TB bo’lganda          u_chiq= -(u_kir1+u_kir2+u_kir3).                                                  (11.14)

Ushbu ifodada oldidagi minus ishorasi shuni ko’rsatadiki, qiymatlar sxemada (11.4,a-rasm) qo’shilishidan tashqari,signallar qutblarining invertorlanishi sodir bo’ladi. 11.4,b-rasmda invertorlovchi summatorning ishlashini tushintirluvchi vaqt diagrammalari keltirilgan. Tashqi TBsi bo’lmagan OKning nochiziqli rejimi kuchlanishlarni taqqoslash sxemalari (komparator) sifatida ishlatilishi mumkin. Komparator impuls sxemalari asosiy elementlari hisoblanadi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.4-rasm. Uch kirishi bo’lgan OKli invertorlovchi summator va OU (a)

va summatorning kirishi va chiqishidagi kuchlanishlar (b)

Manfiy ishora qo’shish bilan birga signallar qutblanishini inverslash xam amalga oshishini ko’rsatadi. 9.4-b rasmda jamlagich ishini tasvirlovchi vaqt diagrammalari keltirilgan.

Nochiziqli ish holatida tashqi TBlarsiz OK kuchlanishlarni taqqoslash sxemasi sifatida (komparator) qo’llanishi mumkin. Komparator impulsli sxemaning asosiy elementlaridan biridir.

IMSli real OKlarda m ning qiymati juda  katta bo’lgani sababli, komparatorning ishga tushirish (qayta ulash) kirish kuchlanishi u_o’rta=U_{chiq max}/m  kuchlanish ancha kichik va birnecha millivoltni tashkil etadi. Ideal  OKda m®¥  va  u_o’rta 0. IMS dagi real OKda  u_o’rta  bir necha millivoltdan katta emas. Shunday qilib, u_kir1 - u_kir2 >0da, ya’ni u_kir1 > u_kir2  bo’lganda   u_chik= U_{chik, max}, o’rinli bo’ladi,   u_kir1  -  u_kir2 < 0   bo’lganda esa, ya’ni   u_kir1 < u_kir2    bo’lganda   u_chik= U_{chik, max}, o’rinli bo’ladi (11.5-rasm).

Demak, OK chiqish kuchlanishi , kirish kuchlanishining qay biri kattaroq ekanligiga bog’liq va, demak, OK ikki kuchlanishlar tanlov sxemasidir, ya’ni komparatordir.  

11.5,a-rasmda komparator kirishidagi kuchlanishlar: - sinusoidal, - o’zgarmas kuchlanishdir. Komparator  kuchlanishlar tenglashgan onda ulanadi va chiqish kuchlanishi to’g’ri burchakli impuls shakliga ega (11.5,b-rasm). Sinusoidaning berilgan amplitudasi U_mda bu impulslarning kengligi  kuchlanish qiymatiga bog’liq. Shunday qilib, OKli soddalashtirilgan komparator sinusoidal kuchlanishni to’g’ri burchakli impulsga aylantiruvchi o’zgartkich sifatida xizmat qilishi mumkin ekan.

 

 

 

 

 

 

 

 

11.5-rasm. OKli komparator kirish va chiqishidagi kuchlanishlar vaqt diagrammasi

 

Sanoatda komparatorlar maxsus IMS shaklida ishlab chiqariladi. Ular OKning nochiziqli rejimi sxemasidan shu bilan farqlanadilarki, ularning qayta ulanish vaqti kamroq va ularda chiqish kuchlanishi stabilroqdir.

IMSli real OK chastotaning keng diapazonida ishlashi shu bilan qiyinlashadiki, signal chastotasi ortishi bilan uning kuchaytirish koeffitsienti keskin kamayadi. 11.6,a-rasmda MTBsiz LF412A turdagi OKning o’lchash sxemasi va 11.6,b-rasmda logarifmik kuchaytirish koeffitsienti S Electronics Workbench dasturi yordamida qurilgan ACHT grafigi keltirilgan.

                    

 

 

 

 

 

 

 

 

11.6-rasm. OK MTBsiz LF412A o’lchash sxemasi (a) va LACHX (b)

Chastota ortishi bilan kuchaytirish koeffitsientining pasayishi kuchaytirgichning aktiv komponentlarida (bipolyar va dala tranzistorlarida) zaryadlar o’tishi jarayonining inertsialligi bilan va OK sxemasida nazoratsiz sig’im bog’lanishlarining mavjudligi bilan tushuntiriladi.

OKlar turlarida tezkor impulsli OKlar alohida o’rin tutadi. Bunday OKlarda impulsning o’rnatilish vaqti mikrosekundning yuzdan bir ulushini tashkil etadi, kuchaytirish koeffitsienti 10⁴ bo’lganda noldan (ya’ni, o’zgarmas tokdan birnecha yuzlab MHz yoki birnecha GHzni tashkil etadi).

 

11.2. Dastlabki hisoblashlar

 

11.2.1. Invertorlamaydigan kuchaytirgich sxemasi (11.2,a-rasm) uchun R₁=N kΩ, R₂=N kΩ va R₂=2N kΩ bo’lgandagi (N-variant nomeri) (11.4) ifoda yordamida kuchaytirish koeffitsientlari K va C ni aniqlang. Kuchaytirgichning kuchlanish bo’yicha kuchaytirish koeffitsientini quyidagi ifoda yordamida aniqlang

S =20·lg(U₂/U₁) =20·lg K, dB,

bunda K=U₂ /U₁ – kuchlanish kuchaytirgichining kuchaytirish koeffitsienti.

Hisob natijalarini 11.1-jadvalga kiriting.

 

Hisoblash va o’lchovlar natijalari

11.1-jadval

2.2. Invertorlovchi kuchaytirgich sxemasi (11.3,a-rasm) uchun (R₁=N kΩ, R₂=N kΩ va R₂=2N kΩ bo’lganda (11.9) ifoda yordamida  K=U₂ /U₁  kuchaytirish koeffitsientini hisoblang.

11.3. Ishni bajarish tartibi

11.3.1. Invertorlamaydigan kuchaytirgichning tadqiqoti

11.6,a-rasmda keltirilgan OKli kuchaytirgich sxemasini chizing va yig’ing. Garmonik kuchlanish generatori G1 ning chiqishida  (sxema kirishida) kHz. chastotali U₁=0,5 V.  kuchlanish o’rnating.

R₂ qarshilikning ikkita qiymatida  (R₂=N;  R₂=2N kΩ)  va R₁=1 kΩ da kuchaytirgichning kuchlanish bo’yicha kuchlanish K=U₂/U₁     koeffitsientini V₁ va V₂ voltmetrlar yordamida o’lchang. O’lchov natijalarini 11.1-jadvalga kiriting.

R₁ va R₂ qarshiliklarning yuqorida ko’rsatilgan qiymatlarida kuchaytirgich (11.6,v-rasm) kirishi u₁(t) va chiqishida u₂(t) kuchlanishlarning grafiklarini ostsillograf ekranidan chizib oling.

Chiqish kuchlanishining kirish kuchlanishiga bog’liqligi u₂=f(u₁) funktsiyasi uning uzatish tavsifi (UT) deyiladi. Invertorlamaydigan kuchaytirgichning UT (11.2,a-rasm) koordinata tekisligining birinchi va uchinchi kvadrantlarida joylashgan (11.2,b-rasm). Ostsillograf ekranida UT tasvirini hosil qilish uchun A, V rejimida uning ichki razvertkasini o’chirish zarur. Buning uchun razvertka «VREMYA/DEL» tezligini (chastotasini) o’zgartirish pog’onali kalitini chap tomonga, ya’ni soat mili yo’nalishiga qarama-qarshi yo’nalishda X-Y belgigacha burish zarur. Bunda ostsillografning «A» kirishidagi kuchlanish elektron nurni gorizontal yo’nalishda siljitadi, ya’ni argument X bo’yicha razvertka vazifasini bajaradi, «B» kirishidagi kuchlanish elektron nurni vertikal yo’nalishda siljitadi, ya’ni funktsiya U bo’yicha razvertka vazifasini bajaradi. Invertorlamaydigan kuchaytirgichning UT quyi chastotalarda kichik kiruvchi kuchlanishlarda koordinata boshidan o’tgan nishablangan to’g’ri chiziqni tashkil etadi. Bu esa kirish va chiqish kuchlanishlari orasidagi fazalar farqi nolga teng ekanligini ko’rsatadi (11.6,v-rasm). Ostsillograf ekranidan kirish kuchlanishining ikki qiymatlari U₁= 0,2V. va U₁=1V. uchun UTni chizib oling

 

 

 

 

 

 

 

11.6-rasm. OKli cheklangan kuchaytirishli invertorlamaydigan kuchaytirgich tadqiqoti sxemasi (a), ostsillografning ekranidagi kirish va chiqish kuchlanishlari  grafigi  (b),  R₁=R₂  bo’lgandagi  kuchaytirgichning  uzatish tavsifi (v)

 

11.3.2. Invertorlovchi kuchaytirgichning tadqiqoti

11.7,a-rasmda keltirilgan OKli kuchaytirgich  sxemasini chizing va yig’ing. Chastotasi kHz., kuchlanishi U₁=0,5V., R₂ning ikki qiymatlarida R₂=N kΩ va R₂=2N kΩ va R₁=N kΩ bo’lgandagi kuchaytirgichning kuchlanish bo’yicha K=U₂/U₁ kuchaytirish koeffitsientini o’lchang.

  

 

 

 

 

 

 

 

11.7-rasm. OK asosida cheklangan kuchaytirishli invertorlovchi kuchaytirgich tadqiqotining sxemasi (a), kirish va chiqish kuchlanishlari ostsillogrammalari (b), R₁=R₂ bo’lganda kuchaytirgich uzatish tavsifi  (v)

Ostsillograf ekranidan yuqorida keltirilgan qarshiliklar qiymatlarida hosil qilingan kirish u₁(t) va chiqish u₂(t) kuchlanishlarining oniy qiymatlari diagrammalarini chizib oling (11.7,b-rasm). O’lchab olingan K ning qiymatlarini 11.1-jadvalga kiriting. Invertlovchi kuchaytirgichning o’lchangan UTsi tadqiqoti invertorlanmaydigan kuchaytirgichniki kabi (3.1.-rasmga qarang) bajariladi. Bu holda shuni e’tiborga olish zarurki, invertorlovchi kuchaytirgichda kirish va chiqish kuchlanishlari orasidagi fazalar farqi 180⁰ ga teng, ya’ni ko’rsatilgan kuchlanishlar qarama-qarshi fazada, UT da 2- va 4-kvadratlarda joylashgan (11.7,b-rasm).

 

11.3.3. OKli invertorlovchi summator tadqiqoti

 

          Kuchaytirgich sxemasini yig’ing (11.8,a-rasm).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.8-rasm OK li invertorlovchi  summatorning sxemasi (a), summatorning birinchi kirishidagi  u₁  va ikkinchi kirishidagi  u₂ kuchlanish, invertorlovchi summator chiqishidagi kuchlanish (u₁ + u₂)  (b)

 

OKli invertorlovchi  summatorning sxemasini (11.8,a-rasm), summator kirish  u₁ va chiqish  u₂   kuchlanishlarini ostsillograf ekranidan chizib oling.

 

11.3.4. OKli komparator tadqiqoti

 

  OKli komparator sxemasini yig’ing (11.9,a-rasm).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.9-rasm. OKli komparator sxemasi (a),

komparatorning kirish  u₁ va chiqish  u₂  kuchlanishlari (b)

Generator G₁ chiqishida yoki komparator kirishida f=1 kHz. chastota va U₁=50 mV. kuchlanishni o’rnating. Komparator  kirish  u₁ va chiqish  u₂  kuchlanishlari vaqt diagrammalarini ostsillograf ekranidan chizib oling.

 

 

11.4. Hisobotning tarkibi

11.4.1.Ishning nomi va maqsadi.

11.4.2.Tekshirilayotgan zanjir sxemalari va elementlari parametrlari.

11.4.3.Dastlabki hisoblashlar va uning natijalari (11.1-jadval).

11.4.4.Kuchaytirgich va komparatorning (11.2,a- va 11.3,b-rasmlar) kirish va chiqish kuchlanishlari ostsillogrammalari.

11.4.5.O’lchov va hisob natijalari bo’yicha xulosalar.

11.4.6.Invertorlovchi summatorning kirish va chiqish kuchlanishlari grafiklari.

 

11.5.Nazorat savollari

 

11.5.1. OKda  nechta kirish va chiqish klemmalari mavjudligini ko’rsating.

Javob variantlari: A. Kirish-1, chiqish-2.     B. Kirish-2, chiqish-2. V. Kirish-1, chiqish-1. G. Kirish-1, chiqish-1.

11.5.2. Quyidagi sxema qanday kuchlanish bo’yicha

kuchaytirish koeffitsientiga ega ekaligini ko’rsating.

Javob variantlari: A. K = 1;  B. K = -2;

 V. K = 2;  G. K = -1;  D. K = 3.

11.5.3. Quyidagi sxemaning kuchlanish

bo’yicha kuchaytirish koeffitsientini ko’rsating.

Javob variantlar: A. K = 1;  B. K = -2;

V. K = 2;  G. K = -1;  D. K = 3.

11.5.4. Sxemasi 5.2 bandda kelirilgan kuchaytir-

gichning kirish kuchlanishi berilgan shaklda bo’lsa,

chiqish kuchlanishi u₂ shaklini ko’rsating.

Javob variantlari:

 

 

 

 

 

11.5.5. Berilgan kuchaytirgich (1)

sxemasining kirish kuchlanishi u_kir  (2)

bo’lsa, chiqish kuchlanishi shaklini ko’r-

kir

sating.

 

Javob variantlari:

 

 

 

 

 

 

 

 

kir

chiq

11.5.6. Sxemasi quyida keltirilgan kuchaytirgich

uzatish tavsifini ko’rsating.

 

 

 

 

Javob variantlari:

 

 

 

 

 

 

 

 

11.5.7.  Invertorlovchi summatorning (11.4,a-rasm) birinchi kirish klemmasiga quyida grafigi keltirilgan  u_kir1  kuchlanish, ikkinchisiga esa u_kir2  ta’sir etadi. Qarshiliklar R_TB=R=1 kΩ. bo’lgandagi invertorlovchi summatorning chiqish kuchlanishi u_chik shaklini ko’rsating.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12-LABORATORIYA ISHI

REAKTIV IKKIQUTBLIK CHASTOTAVIY TAVSIFLARINING TADQIQOTI

 

Ishning maqsadi – reaktiv ikkiqutbliklar (RIQ) kirish qarshiligi amplituda-chastotaviy tavsifi (ACHT) va faza-chastotaviy tavsifining (FCHT) nazariy va eksperimental tadqiqoti

 

12.1.Nazariy ma’lumotlar

 

Reaktiv ikkiqutbliklar deb faqat induktivligi va sig’imi bo’lgan va rezistorlari bo’lmagan ikkiqutblikka aytiladi. Umumiy holda RIQning uning operator qarshiligi kasr-ratsional funktsiyani hosil qiladi

 

,

bunda  M(r) juft, N(r) – toq polinom yoki uning aksi bo’lishi mumkin.

RIQning operator qarshiligini qutb-nolli tasavvuri

 

,

bunda

   r₀₁, r₀₂,…, r_0m,-Z(p) funktsiyaning nollari yoki shu kasr surati polinomi M(r)=0ning ildizlari;

   r₁, r₂,…, r_n - Z(p) funktsiyaning qutblari, yoki uning maxraji N(r) = 0 polinomining ildizlaridir;

           H = a_mG’a_n – o’zgarmas koeffitsient bo’lib, sxema va uning parametrlari bilan aniqlanadi.

LC-zanjirning Z(p) funktsiyasi qutblari va nollari kompleks tekislikning mavhum sonlar o’qi j-da joylashadilar va ular oddiy, mavhum, kompleks-tutash bo’lishi mumkin; nollar va qutblar almashinib joylashadilar, demak, har bir qutb ikki nollar orasida joylashadi, va aksincha bo’ladi.

Reaktiv IQlarning Z(p) nollari va qutblari joylashuvi 12.1-rasmda ko’rsatilgan kanonik reaktiv IQ to’rt sinfiga mos bo’ladi va faqat to’rt xil shakldan birini aks ettirishi mumkin.

RIQ barqaror garmonik rejimdagi hossalari  uning kompleks qarshiligi bilan aniqlanadi:

,                           (12.1)

 

bunda  ω₁, ω₃, …-  Z(jω) = 0 bo’lgandagi kuchlanishlar rezonanslarining (KR) xususiy chastotalari; ω₂, ω₄, …- Z(jω) = ∞ bo’lgandagi toklar rezonansi (TR) chastotalari.                

Kanonik RIQlarda KR va TRlarning umumiy soni elementlar sonidan bitta kam. Kanonik sxemalar deb minimal elementlar soniga ega bo’lgan va muayyan qoidaga binoan tuzilgan sxemalarga aytiladi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.1-rasm. RIQning nollar va Z(p) qutblari r kompleks tekisligida

 

Agar sxema o’zgarmas tokni o’tkazmasa, bu sxemada birinchi KR sodir bo’ladi, aks holda – birinchi TR bo’ladi.

Agar birinchi galda TR sodir bo’lsa, «jω»  (12.1)  ifodaning  mahrajida   yoziladi. Agar birinchi galda KR sodir bo’lsa, «jω»  (12.1)  ifodaning suratida yoziladi. N koeffitsient induktivlik, yoki sig’imga teskari bo’lgan o’lchov birligiga ega. N koefitsienti aniqlash uchun chastotani cheksizlikka intiltirib, sxemadan tokning o’tish yo’lini kuzatish lozim. Agar N induktivlikni ifoda etsa,  unda H=L_E, agar sig’imni ifoda etsa, unda H=1/C_E.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.2-rasm. Potentsial ekvivalent RIQlar (a)  va (b); to’la qarshilik, L₂=L₄=1 mHz,  C₀=C₂=1 μF bo’lgandagi ularning ACHTi Z(f) (v) va FCHTi j(f) (g)

 

IQning kompleks qarshiligi

;   ;

; ;     ;

;      ;     ;    ;

12.2.Dastlabki hisoblashlar

 

Dastlabki hisoblashlar RIQ berilgan sxemasi (12.1-rasm) varianti uchun bajariladi.

 

RIQ sxemalari va ularning parametrlari

                                  12.1-jadval

№	RIQ sxemasi	Rezonans  chastotalar	№	RIQ sxemasi	Rezonans chastotalar
1			9		4-band
2			10		3-band
3			11		3-band
4			12		1-band
5		1-bandga qarang	13		6-band
6		;	14		7-band
7			15		3-band
8		sm. p. 3	16		4-band
L0 = 50 mGn,   C0 = 10 nF;      L1 = 35 mGn,   C1 = 20 nF; L2 = 20 mGn,  C2 = 50 nF;       L3 = 15 mGn,   C3 = 70 nF.

Quyidagilarni aniqlang:

1) Rezonans chastotalarini hisoblang.

2) RIQ kompleks qarshiligi   ning ifodasini yozing.

3) RIQ reaktiv qarshiligi modulining chastotaviy tavsifini X(f), ya’ni ACHT  Z(p)  va FCHX  ni hisoblang va chizing.

 

12.3. Eksperimental qism

 

3.1. 12.3-rasmda keltirilgan sxemani yig’ing. RIQ sxemasi sifatida 12.1-jadvaldan olingan va u uchun dastlabki hisoblar bajarilgan sxema qabul qilinadi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.3-rasm. RIQ kirish qarshiligining chastotaviy tavsiflari Z(f) moduli va argumentini φ(f) o’lchash sxemasi

 

R qarshilikning qiymati etarlicha katta bo’lsa, (R=100 kOm), RIQning kirish qarshiligi Z(ω), TR chastotasidan juda oz farq qilganda ham, Rga nisbatan juda kichik bo’ladi (ω ≠ ω_rt bo’lgani uchun Z(ω)<<R). Shuning uchun, RIQ orqali o’tayotgan tok: I ≈E/R va RIQ kirishi qarshiligining moduli quyidagi ifoda yordamida aniqlanadi

                             .                                            (12.2)

3.2. Generator chastotasini o’zgartirib va uning chiqishdagi kuchlanishini  E = 2 V miqdorda bir xil ushlab  (V_I voltmetr yordamida), KR chastotalarini RIQdagi kuchlanish minimumi (V₂ voltmetr ko’rsatishlarining minimumi) bo’yicha va TR chastotalarini RIQdagi kuchlanish maksimumi (V₂ voltmetr ko’rsatishlarining maksimumi) bo’yicha o’lchang va yozib oling. Rezonans chastotalari oralarida U₂(f) va φ(f) chastotaviy xarakteristikalarini o’lchang. O’lchash natijalarini 12.2-jadvalga kiriting. Z(ω) qiymatlarini (12.2) ifoda yordamida hisoblang.

RIQning ACHT Z (f) va FCHT  φ(f) ni o’lchash natijalari (U₁=const)

                                                                                                              12.2-jadval

N	f, kHz	U2, V	Z(f), Ω	φ(f), grad
1
2
3
4
5
6
7
8

12.4. Hisobotning tarkibi

 

12.4.1. Ishning nomi va maqsadi.

12.4.2. Tekshirilayotgan RIQning sxemasi va parametrlari.

12.4.3. RIQ reaktiv qarshiligining chastotaviy tavsifi, IQning ACHT Z(ω) va FCHT φ(ω).

12.4.4. Nazariy hisoblangan va tajribada o’lchangan rezonanslar chastotalari.

12.4.5. ACHT  Z (ω) va FCHT  φ(ω) o’lchash sxemasi.

12.4.6. Tajribada olingan ACHT Z (f)   va  FCHT  φ(f)  grafiklari.

12.4.7. Hisoblash va eksperiment natijalari asosida xulosalar.

 

12.5. Nazorat savollari

 

12.5.1. Qanday IQlar reaktiv deyiladi?

125.2. Qanday IQlar kanonik deyiladi?

12.5.3. Operator kirish qarshiligi Z(p) funktsiyasi qanday ko’rinishga ega?

12.5.4. Operator r kirish qarshiligi Z(p)ning kompleks tekisligidagi nollari va qutblari qanday joylashgan?

12.5.5. Kanonik RIQ sxemalarida rezonanslar soni qanday aniqlanadi?

12.5.6. RIQ sxemasida birinchi bo’lib qaysi rezonans yuz berishi qanday aniqlanadi?

12.5.7. Kanonik RIQning berilgan sxemasiga ko’ra uning chastotaviy tavsifi qanday chiziladi?

12.5.8. RIQ kirish qarshiligining ACHT  va FCHT qanday ko’rinishga ega?

12.5.9. RIQ kirish kompleks qarshiligi  ifodasi qanday yoziladi?

12.5.10. RIQ  kirish qarshiligining modulini qanday o’lchash mumkin?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13-LABORATORIYA ISHI

TO’RTQUTBLIKNING   BIRLAMCHI VA IKKILAMCHI PARAMETRLARINI EKSPERIMENTAL ANIQLASH

 

Ishning maqsadi – to’rtqutbliklarning (TQ) birlamchi va ikkilamchi (tavsifiy) parametrlarini yuksiz ishlash (YUSI) va qisqa tutashuv (QT) tajribalaridan eksperimental yo’l bilan aniqlash.  

 

13.1.Nazariy ma’lumotlar

 

Tqning (13.1-rasm) kirish va chiqish tok va kuchlanishlari orasidagi bog’lanish  barqarorlik rejimida garmonik ta’sirda kompleks parametrlar () orqali aniqlanadi. TQ ning asosiy tenglamalari quyidagicha:

                   (13.1)                     

                          (13.2)              

  13.1-rasm.  Tqning umumiy  belgilanishi                  (13.3)

 

Chiziqli passiv Tqlar uchun qaytriluvchanlik (o’zarolik) sharti:

                                                  (13.4)

Simmetrik Tqda (13.4) shartlardan tashqari, quyidagi shartlar ham bajariladi:

                                                      (13.5)

 

Birlamchi parametrlar eksperiment yo’li bilan YUSI va QT tajribalari yordamida quyidagi ifodalardan aniqlash mumkin:

                                    (13.6)

            (13.7)

   (13.8)

 

Ushbu va keyingi ifodalarning belgilanishidagi x-indeksi YUSI rejimi parametriga taalluqlikni bildiradi.

Keltirilgan birlamchi parametrlardan tashqari, TQ nazariyasi va ekspluatatsiyasida ularning ikkilamchi parametrlari ham keng qo’llaniladi:

- TQ kirish va chiqididagi tavsifiy qarshiligi:

                    (13.9)

 

-Tqning tavsifiy uzatish doimiysi:

   ;                                                         (13.10)

   .                                                                 (13.11)

 

bunda A – Tqning tavsifiy kuchsizlanish (so’nish) [Hn, dB];

           V – Tqning tavsifiy faza siljishi [rad, grad].

 

13.1.Dastlabki hisoblashlar

Simmetrik TQning berilgan (13.1-jadval) sxemasi uchun quyidagilarni bajarish talab etiladi:

13.2.1. Yuksiz ishlashdagi kompleks qarshilik ni va qisqa tutashuvdagi kompleks qarshilik ni hisoblash. Hisoblash va o’lchashlarda reaktiv (induktiv yoki sig’im) qarshilik rezistiv qarshilikka teng bo’lgandagi chastota tanlanadi ωL=R yoki 1/ωC=R.

RC-zanjir uchun:  f₀=1/(2πRC); RL-zanjir uchun: f₀=R/(2πL).                     (13.12)

 

                              TQ sxemalari va parametrlari

                                                                          13.1-jadval

 

T-simon simmetrik TQ uchun (13.2,a-rasm)

 

               (13.13)

 

P-simon simmetrik TQ uchun (13.2,b-rasm)

 

                (13.14)

a)                                                     b)

13.2-rasm. TQ sxemalari: a) T-simon; b) P-simon

13.2.2. TQning birlamchi kompleks ,  va  parametrlarni f=f₀  chastotada (13.7)-(13.8) ifodalar yordamida hisoblang. TQning ikkilamchi parameirlarini  f=f₀  chastotada (13.9)-(13.11) formulalar yordamida hisoblang.

 ni YuSI va QT parametrlari  va  orqali hisoblash giperbolik tangensning () kompleks argumentini uning kompleks qiymati bo’yicha hisoblash talab qiladi. U quyidagi ifodalar yordamida hisoblanadi:

                                   (13.15)

                                           (13.16)

 

13.3. Ishni bajarish tartibi  

 

13.3.1. 13.3-rasmda keltirilgan sxemani yig’ing.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.3-rasm. TQ kirish qarshiligining

moduli va argumentini o’lchash sxemasi

 

Generatorning chiqishida  E=1 V.  (V₁ voltmetr yordamida) va chatotaning hisoblangan qiymatini (2.1-bandga qarang) o’rnating. TQ kirishidagi kuchlanishni (V₂ voltmetr bilan) va kirish qarshiligi argumentini yuksiz ishlash (2-2-uchlar uzilgan) rejimida  (U_1X, j_1X) va qisqa tutashuv rejimida  (2-2 uchlar qisqa tutashgan)  (U_1K, j_1K) o’lchang. Kirish qarshiligi  argumenti j_1X , j_1k  fazometr yordamida o’lchanadi. TQning kirish qarshiligi moduli quyidagi ifodalar yordamida hisoblanadi:

                            Z_1X=     Z_1K= R.                  (13.16)

 

13.4. Hisobotning tarkibi

 

13.4.1. Ishning nomi va maqsadi.

13.4.2. Zanjir sxemasi va parmetrlari.

13.4.3. TQning birlamchi (A, Z, Y) va ikkilamchi (tavsifiy) (Z_C1, Z_C2, G, A, V) parametrlar boshlang’ich hisoblash natijalari.

13.4.4. TQning birlamchi va ikkilamchi parmetrlarini o’lchash natijalari.

13.4.5. Hisoblash va eksperiment natijalarini taqqoslashdan olingan xulosalar.

 

5. Nazorat savollari

 

13.5.1. TQning A, Z, Y shakldagi tenglamalar ko’rinishi qanday?

13.5.2. TQning qaytariluvchanlik sharti nimadan iborat?

13.5.3. Qanday TQlar simmetrik deyiladi va bunday TQ parametrlari orasida qanday bog’lanish mavjud?

13.5.4. TQning yuksiz ishlash va qisqa tutashuv parametrlari nimadan iborat?

13.5.5. TQning yuksiz ishlash va qisqa tutashuv parametrlarini qanday o’lchash mumkin?

13.5.6. TQning birlamchi parametrlari uning YUSI  va QT parametrlari orqali qanday aniqlanadi?

13.5.7. TQning tavsifiy parametrlari nima va ular birlamchi parametrlar oqali qanday aniqlanadi?

13.5.8.TQning xarakteristik parametrlari YUSI  va QT  parametrlari orqali qanday aniqlanadi?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14-LABORATRIYA ISHI

PASSIV RC- QCHF VA YUCHF TADQIQOTI

 

Ishning maqsadi - passiv RC- QCHF va YUCHFni nazariy va eksperimental tadqiqoti

 

14.1.Nazariy ma’lumotlar

Turli telekommunikatsiya tizimlari va o’lchov asboblarida induktivlik va rezistordan tashkil topgan LC-zanjirlar bilan bir qatorda, rezistor va kondensatorlardan iborat bo’lgan RC-filtrlar ham keng qo’llaniladi.

Quyi chastota uskunalari uchun LC-filtrlarni tayyorlash bir qator kamchiliklarni vujudga keltiradi. Ularga induktiv g’altakning kichik aslligi, hajmi kattaligi, og’irligi va narxi balandligi kiradi. Shu bois,  RC-filtrlarning imkoniyatlari beqiyosdir - ularni tayyorlash oson, hajmi kichik, arzon, hamda tashqi elektr va magnit maydonlariga ta’sirchanligi past, eng quyi chastotalarda (bir necha Hz. va undan quyiroq) ham ishlay oladi.

RC-filtrlari tavsiflarini hosil qilishda ular chiqishida yuksiz ishlash rejimidagi kuchlanish bo’yicha uzatish doimiysidan foydalanamiz 

                      (14.1)

            

                 

bunda  - qiymat A-shakldagi tizimlar tenglamalarining koeffitsienti.

14.1-rasmda soddalashtirilgan RC-quyi chastotalar filtri (QCHF) keltirilgan. 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.1-rasm. Passiv RC- QCHF sxemalari: a)-bir zvenoli;  b)-ikki zvenoli;

 v)-kuchsizlanish nishabligi kattalashtirilgan ikki zvenoli filtr

 

14.1,a-rasmdagi sxema uchun logarifmik amplituda-chastotaviy tavsif (LAChT) va faza-chastotaviy tavsif (FChT) quyidagi ifodalar yordamida aniqlanadi

          ;                                                                (14.2)

                                                                                (14.3)

bunda - me’yorlangan chastota; - kuchsizlanishi  ΔA = 3 dBga teng bo’lgan kvazirezonans chastota.

 

14.1,b,v-rasm sxemalari uchun kuchsizlanish quyidagi ifodalardan aniqlanadi:

                                      (14.4)

                .                                            (14.5)  

14.1,b-rasmdagi ikki zvenoli filtr kuchsizlanishi oshirish mumkin. Buning uchun ikkinchi zveno qarshiligini birinchi zveno qarshiligidan m martaroq kattaroq tanlanadi, sig’imni esa m marta kamaytirilali (14.1,v-rasm).

Elementlarning bunday munosabatida ikkinchi zvenoning kvazirezonans chastotasi o’zgarmaydi.

O’tkazish oralig’ining me’yorlangan chegaraviy chastotasi 14.1,b-rasm sxemasidagi A = 3 dB  darajada quyidagi ifoda bo’yicha aniqlanadi

     

                                                                                    (14.6)

bunda                                                         d q 2 Q 4G’m Q 1G’m².

 

                                            m q 1d q7;        

                                            

                             .                                  (14.7)

14.2-rasmda bir zvenoli, 14.3-rasmda ikki zvenoli QCHFning m=1  bo’lganda Electronics Workbench dasturi yordamida hisoblangan logarifmik amplituda-chastotaviy tavsif (LFCHT) A(f)  keltirilgan.

 

 

 

 

 

 

 

 

14.2-rasm. R=10 kΩ va C=50 nF bo’lgan bir zvenoli RC-FNCHning

chastototaviy tavsifi A(f)

 

QCHFga o’xshash, yuqori chastota RC-filtri (YUCHF) elementar zvenosidan (14.4,a-rasm) bir elementli zvenoga nisbatan yuqori tanlovchanlikka ega bo’lgan YUCHFning murakkab sxemalarini hosil qilish mumkie (14.4,b,v-rasm). 

     

 

 

 

 

 

 

14.4-rasm. RC-YUCHF sxemalari: a) - bir elementli; b) - ikki elementli;  v) - uch elementli

YUCHFlarining LACHTni   va faza doimiysini   qurish uchun quyidagi ifodalardan foydalaniladi:

-         bir zvenoli (14.4,a-rasm)

             dB;                                                     (14.8)

                     B()- arc tg 1/ ;                                                            (14.9)

-         m = 1 bo’lgandagi ikki zvenoli (14.4,b-rasm)

                = 10 lg (1Q), dB;                                        (14.10)

                    V() = arc tg  ;                                                     (14.11)

-         m = 1 o’lgandagi uch zvenoli (14.4, v-rasm)ri 

                                dB;                                     (14.12)

                                                                                  (14.13)

           Bir zvenoli YuChFning (14.4,a-rasm) m=1 bo’lgandagi ACHT A(f) 14.5-rasm va ikki zvenoliniki 14.6-rasmda keltirilgan. Ular Electronics Workbench (EWB) dasturi bilan elekir zanjirini modellash yordamida hisoblangan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.5-rasm. Bir zvenoli RC-YUCHFning R=10 kΩ  va C=50 nF bo’lgandagi chastotaviy A(f) tavsifi

 

YUCHF kuchsizlanishi =3 dB bo’lgandagi O’Oning chegaraviy chastotasi quyidagi ifodalar orqali aniqlanadi:

-        (14.4,a-rasm) bir zvenoli uchun:

                               (14.14)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.5-rasm. Ikki zvenoli RC-YUCHFning R=10 kΩ  va C=50 nF m=1 bo’lgandagi chastotaviy A(f) tavsifi

YUCHF kuchsizlanishi =3 dB bo’lgandagi O’Oning chegaraviy chastotasi quyidagi ifodalar orqali aniqlanadi:

-        (14.4,a-rasm) bir zvenoli uchun:

                               (14.14)

- m = 1 bo’lganda ikki zvenoli (14.4,b-rasm) sxema uchun quyidagi chastotada bajariluvchi shartdan topiladi:

            ;      

       (14.15)

 

14.2. Dastlabki hisoblashlar

 

14.2.1. Ikki  zvenoli  RC-QCHFning berilgan sxemasi (14.1,b-rasm) va elementlarining parametrlari (R=N kΩ, C=N nF, bunda N - talaba tartib nomer) bo’yicha quyidagilarni hisoblang:

-                o’tkazish yo’lagining (O’Y) chegaraviy chastotasi  f_c , bunda  m = 1  quyidagi ifoda yordamida 

;   ω_c=2πf_c=0,3142/(RC)=0,3142/τ;  τ=RC;  (14.16)

- m = 1 bo’lganda va chastota o’zgarishining = 0,1 dan 10 gacha oraliqda LACHT  A_r( ifoda (14.4) yordamida.

Hisoblashlar natijalarini 14.1-jadvalga kiriting.

Ikki zvenoli RC-FNChning hisoblangan va o’lchangan LACHT

 14.1-jadval

ωs= 0,3142/τ		0,1	0,3142	1	2	5	10
f, Hz	f=ωG’2π
Hisob	Ar, dB
O’lchov	U1, B
	U2, B
	Ai, dB

14.2.2. Ikki  zvenoli  m = 1  bo’lgandagi RC – YUCHFning berilgan sxemasi (14.1,b-rasm) va elementlarining parametrlari (R=N kΩ, C=N nF, bunda N – talaba tartib nomer) bo’yicha quyidagilarni hisoblang:

- O’Y chegaraviy chastotasi  f_c, m =1 bo’lganda quyidagi ifoda bilan

           ω_c= 2,6721/(RC) = 2,6721/τ,  τ=RC;                               (14.17)

           f_c=ω_c/2π=2,6721/(2π·τ)=0,4253/τ;                                   (14.18)

-                =0,1-10 chastota oralig’ida chastotaviy tavsifni  A(f) (14.10) ifoda yordami bilan.

Hisoblashlar natijalarini 14. 2-jadvalga kiriting.                                                                                                          

Ikki zvenoli RC-FVCH LACHT A(f) hisoblang va o’lchang

14.2-jadval

ωc= =2,6721/τ		0,1	0,5	1	2,6721	5	10
f, Gs	f=ω/2π
Hisob	Ar, dB
O’lchov	U1, B
	U2, B
	Ai, dB

 

14.3.Ishni bajarish tartibi

14.3.1. Ikki zvenoli RC-QCHF LACHT o’lchash 

 

  14.3.1.1. 14.7-rasmda keltirilgan ikki zvenoli RC-QChFning sxemasini yig’ing.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.7-rasm. Ikki zvenoli RC-FNChning LAChT  A(f)ni o’lchov sxemasi

   

 FNChning kirishiga ichki qarshiligi  R_i= 600 Om  bo’lgan G₂  garmonik kuchlanish generatori ulangan. Filtrning kirish kuchlanishi U₁ votmetr V₁ yordamida va chiqish kuchlanishi  U₂  voltmetr V₂  yordamida o’lchanadi. Bunda generator chiqishiga imkon qadar maksimal kuchlanish o’rnatiladi.

3.1.2.  O’tkazish yo’lagi (O’Y) va to’sish yo’lagi (TY)da  FNChning kirish U₁  va chiqish U₂  kuchlanishlarini quyidagi chastotalarda o’lchang

                     f = 0,1f_c; 0,5f_c; f_c; 2f_c; 5f_c; 10f_c.

Ko’rsatilgan chastotalarda filtr kuchlanishining susayish qiymatini 14.18-ifoda bo’yicha hisoblang

                   A (f) = 20lg U₁/U₂, dB.                                                (14.18)

Hisoblash natijalarini 14.1-jadvalga kiriting. O’Yning 1/ darajali maksimal qiymatdagi chegaraviy chastotasi f_c ni o’lchang. Hisoblangan va o’lchangan f_c   chastotalar qiymatlarini taqqoslang.

 

14.3.2. Ikki zvenoli RC-YUCHF LACHT o’lchash 

  14.3.2.1. 14.8-rasmda keltirilgan ikki zvenoli RC-YUCHFning sxemasini yig’ing.

 

14.8-rasm. Ikki zvenoli RC-YUCHFning LACHT  A(f)ni o’lchov sxemasi

 

14.3.2.2. RC-YUCHFning LACHT A(f)  bog’lanishini yuqoridagi banddagidek o’lchang. V₂  o’lchash va A(f) ni hisoblash natijalarini 14.2-jadvalga kiriting.

YUCHF O’Yning  1/ darajali maksimal qiymatidagi chegaraviy  chastotasi f_c   o’lchang. Chastotaning hisoblangan va o’lchangan qiymatlarini taqqoslang.

 

14.4. Hisobotning tarkibi

14.4.1. Ishning nomi va maqsadi.

14.4.2. Zanjir sxemalari va elementlarining parametrlari.

14.4.3. Dastlabki hisoblar.

14.4.4. Hisoblangan va eksperimental o’lchangan QCHF va YUCHFning LACHT A(f) lari birgalikda chizilgan grafiklari.

14.4.5. Nazariy va eksperimental tadqiqotlar natijalari bo’yicha xulosalar. 

 

14.5. Nazorat savollari

14.5.1. Passiv RC-filtrlarning qanday afzalliklari va kamchiliklari mavjud?

14.5.2. Bir zvenoli va ikki zvenoli RC-QCHF va YUCHF sxemalari shakli qanday?

14.5.3. RC-QCHF va YUCHF LACHT A() qanday ifodalar yordamida hisoblanadi?

14.5.4. O’tkazish yo’lagi chegaraviy chastotasi nima va bir zvenoli va ikki zvenoli RC-QCHF va YUCHF uchun u qanday aniqlanadi?

14.5.5. RC-QCHF va YUCHF LACHT A() shakli qanday?

14.5.6. RC-QCHF va YUCHF LACHT A() qanday o’lchanadi?

14.5.7. RC-QCHF va YUCHF O’Y va TYning chegaraviy chastotalarini qanday o’lchash mumkin?

 

 

 

 

 

15-LABORATORIYA ISHI

BATTERVORT VA CHEBESHEV PASSIV LC-QCHFNING TADQIQOTI 

 

Ishning maqsadi -  Battervort  va  Chebeshevning passiv quyi chastota LC-filtrlarining hisoblash-eksperimental tadqiqoti.

 

15.1.Nazariy ma’lumotlar

Elektr filtri (EF) deb, kuchsizlanishsiz (so’nishsiz) yoki kam kuchsizlanish (so’nish) bilan kuchlanish (tok) tebranishlarining biror chastotalarini o’tkazuvchi, qolgan chastotalardagi kuchlanishni (tokni) katta so’nish bilan to’suvchi to’rtqutblikka (TQ) aytiladi. Ular bazi tebranishlarni ajratish yoki To’sish (yo’qotish) uchun, kanallarni ajratish, signal spektrini shakllantirish  (aniqlashtirish) uchun ishlatiladi. EF ko’p kanalli, radiotexnik uzatish tizimlari, o’lchovchi apparatlar, radio uzatkichlar kaskadlari, radio qabul qilgichlar va h.k. tarkibiga kiradi.

Ishchi so’nish kam bo’lgan chastota diapazoni (A_I ≤ ∆A) o’tkazish yo’lagi (O’Y) deyiladi. Ishchi so’nish katta bo’lgan chastota diapazoni (A_I ≥ ∆A_S) esa o’tkazmaslik (to’sish) yo’lagi (TY) yoki ushlab qolish yo’lagi deyiladi.

O’Y va TY joylashishiga qarab EFni quyidagi turlarga ajratiladi:

a) quyi chastota filtri (QCHF) tokni  (kuchlanishni) malum chegaraviy chastotagacha  f₁  (15.1,a-rasm) bo’lgan yo’lakda o’tkazuvchi;                                                  

b) tokni chegaraviy chastota f₁ dan boshlab, cheksizlikkacha bo’lgan chastota yo’lagida (15.1,b-rasm) o’tkazuvchi yuqori chastota filtrlari (YUCHF);

v) f_g1 dan f_g2 gacha bo’lgan chastota yo’lagida (15.1,v-rasm) kuchlanishni (tokni) o’tkazuvchi yo’lak filtrlari (YF); 

g) f_g1 dan f_g2 gacha bo’lgan chastota yo’lagida (15.1,b-rasm) kuchlanishni (tokni)  o’tkazmaydigan rejektor (chegaralovchi) filtrlar (RF).

 

 

 

 

 

 

 

15.1-rasm. QCHF (a), YUCHF (b), YF (v) va RF (g) ishchi kuchsizlanish chastotaviy tavsiflari

 

15.2-rasmda EFlarning struktura sxemalaridagi belgilanishlari ko’rsatilgan.

Sxemalarda elektr elementlarining qo’llanilishiga ko’ra EFlar quyidagilarga ajratiladi:

a) induktivligi L bo’lgan induktiv g’altakdan va sig’imi C bo’lgan kondensatordan iborat LC-filtrlar;

b) qarshiligi R bo’lgan rezistor va sig’imi C bo’lgan kondensatordan iborat LC-filtrlar.

Sxemalarda elektr elementlarining qo’llanilishiga ko’ra EFlar quyidagilarga ajratiladi:

a) induktivligi L bo’lgan induktiv g’altakdan va sig’imi C bo’lgan kondensatordan iborat LC-filtrlar;

b) qarshiligi R bo’lgan rezistor va sig’imi C bo’lgan kondensatordan iborat LC-filtrlar.

 

 

 

 

15.2-rasm. Struktura sxemalarida belgilanishlar: QCHF (a), YUCHF (b), YF (v) va RF (g)

Sxemalarda elektr elementlarining qo’llanilishiga ko’ra EFlar quyidagilarga ajratiladi:

a) induktivligi L bo’lgan induktiv g’altakdan va sig’imi C bo’lgan kondensatordan iborat LC-filtrlar;

b) qarshiligi R bo’lgan rezistor va sig’imi C bo’lgan kondensatordan iborat LC-filtrlar.

LC-filtrlar birnecha o’nlab Gers (Hz.) bo’lgan chastotadan birnecha Megagers (MHz.) gacha chastota oraliqlarida ishlatilatish uchun qo’llaniladi; RC-filtrlar - birnecha Hz.dan birnecha yuzlab kHz.gacha chastotalarda ishlatilatiladi.

EF uchun muhim tavsiflardan biri - uning tanlovchanligini aniqlovchi ishchi kuchsizlanishning chastotaviy tavsifi A(f) hisoblanadi. O’Y va TYlarining chegaralanish darajasi shu tavsifning nishabligi bilan xarakterlanadi, TYdagi kuchsizlanish TYda bo’lgan shovqinlanish darajasi bilan aniqlanadi.

Passiv LC-filtr reaktiv TQ bo’lib, kirish klemmalariga ichki qarshiligi  R₁ bo’lgan E elektr yurituvchi kuch manbasi ulanadi, chiqish klemmalariga esa yuklanish qarshiligi  R₂  ulanadi (15.3,a-rasm).

 

 

 

 

 

 

15.3-rasm. LC-filtrning  sxemasi  

 

Passiv LC-filtrni sintez qilganda quyidagi ifodadan aniqlanadigan me’yorlangan uzatish funktsiyasi tushunchasidan foydalanadilar

                                                                    (15.1)  

bunda  - TQning chiqish klemmalariga (15.1,a-rasm) ulangan yuklanish qarshiligi R₂da ajralib chiqayotgan quvvat;  - generatorning u bilan moslashtirilgan R₁qR₂ yuklanishga (15.1,b-rasm)  uzatishi mumkin bo’lgan maksimal quvvat. R₂  va  R_m ni (15.1) ga qo’yib quyidagini hosil qilamiz:

                                               

                                          (15.2)

Ishchi uzatish doimiysi

.                       (15.3)

Ishchi kuchsizlanish

                     (15.4)

Agar  R₂ = R₁=R  bo’lsa, ishchi kuchsizlanish quyidagi ifoda yordamida hisoblanadi

                             (15.5)

Fazaning ishchi doimiysi    

                              (15.6)

Shuni ta’kidlash zarurki, (15.5) va (15.6) ifodalar amaliyotda passiv TQlar (filtrlar, korrektorlar va h.k.) ishchi kuchsizlanish A va fazaning ishchi doimiysi Vni o’lchashda qo’llaniladi.    

 

15.2. Dastlabki hisoblashlar

Quyida keltirilgan 15.1-jadval talablarini bajarilsin va u to’ldirilsin.

                                                                                                     15.1-jadval

№	EF turi	DA, dB	AS, dB	R, Ω	fG, kHz	fS, kHz	№	EF turi	DA, dB	AS, dB	R, Ω	fG,  kHz	fS, kHz
1	Bat	3	13	50	1	2	6	Cheb	2	19	100	6	12
2	Cheb	2	15	50	2	4	7	Bat	3	16	150	7	14
3	Bat	3	14	75	3	6	8	Cheb	2	21	150	8	16
4	Cheb	2	17	75	4	8	9	Bat	3	18	300	9	18
5	Bat	3	15	100	5	10	10	Cheb	2	25	300	10	20

 

Efning ishchi kuchsizlanishi chastotaviy tavsifi A(f)ga talablar 

      - chastota kesimi                                                          f_g = … kHz. ;

-  to’sish yo’lagi chegaraviy chastotasi                        f_s = … kHz.;

-  O’Yning maksimal joiz bo’lgan kuchsizlanishi   ΔA = … dB;

- to’sish oralig’ida kuchsizlanishning minimal joiz qiymati  A_S = …dB;

- generator ichki qarshiligi va yuk qarshiligi qiymatlari

 

R₁  =  R₂ = R=… Ω.

Quyidagilarni aniqlang:

15.2.1.Battervort  QCHF prototipi (PCHFP) tartibi  n  quyidagi ifoda yordamida  aniqlanadi

                                 (15.7)

Battervort  PCHFP tartibi  n  quyidagi ifoda yordamida  aniqlanadi

                                   (15.8)

bunda  n eng yaqin katta butun son qiymatigacha butunlashtiriladi;    Ω_s = /    - PCHFPning TY chegaraviy me’yoriy chastotasi. 

15.2.2.Filtr tartibi n aniqlagandan so’ng, masalan n=3, PCHFP ning ikki sxemasini tuzish mumkin: T- simon (15.4,a-rasmga qarang) va P-simon  (15.4,b-rasm).

 

 

 

 

 

15.4-rasm. Uchinchi tartibli (n=3) Battervort va Chebeshev PCHFP

 

15.2.3. QCHFP elementlarining me’yorlashtirilgan ℓ_i,  c_i parameirlari qiymatlarini 15.2-jadvaldan 15.3-jadvalga ko’chirib yozing.

Battervort QCHFP elementlari parametrlari

     15.2-jadval

n	c1 =ℓ1	ℓ2= c2	c3=ℓ3	c4=ℓ4	c5=ℓ5	ℓ6= c6	c7=ℓ7	ℓ8= c8
1	2,0000
2	1,4142	1,4142
3	1,0000	2,0000	1,0000
4	0,7654	1,8478	1,8478	0,7654
5	0,6180	1,6180	1,6180	1,6180	0,6180

 

Chebeshev QCHFP elementlari me’yorlashtirilgan parametrlari

     15.2-jadval

ΔA, dB	n	c1 =ℓ1	ℓ2= c2	c3=ℓ3	c4=ℓ4	c5=ℓ5	ℓ6= c6	c7=ℓ7
0,5	3	1,596	1,097	1,596
	5	1,706	1,230	2,541	1,230	1,706
1,0	3	2,024	0,994	2,024
	5	2,135	1,091	3,001	1,091	2,135
2,0	3	2,711	0,833	2,711
	5	2,831	0,899	3,783	0,899	2,831
	7	2,865	0,912	3,877	0,954	3,877	0,912	2,865
3,0	3	3,349	0,712	3,349
	5	3,481	0,762	4,538	0,762	3,481

 

15.2.4. Filtrning real sxemasini tuzing.

Battervort va Chebeshevning uchinchi tartibli (n=3) real (me’yorlanmagan) parametrli QCHF sxemalari 15.5-rasmda keltirilgan.

 

 

 

 

 

15.5-rasm. Battervort va Chebeshevning T-simon kirishli - a) va P-simon kirishli - b) QCHF real sxemalari

 

15.2.5. Me’yorlangan induktivlik va sig’imlardan me’yorlanmagan ga o’tish koeffitsientlarini hisoblash

                                

15.2.6. QCHF L_i, C_i elementlarining real parametrlarini quyidagi ifodalar yordamida  hisoblanadi

                                                                              (15.9)

15.2.7. Ishchi kuchsizlanish A(f)  ning f = 0,1f_g ;  0,5 f_g ;  f_g ;   1,5f_g ;   f_s ;  1,5 f_s  chastotalardagi chastotaviy tavsifini hisoblanadi.

Battervort filtrlari bo’lganda ishchi kuchsizlanishning chastotaviy tavsifi quyidagi ifoda yordamida hisoblanadi

                                (15.10)

bunda  - me’yorlangan chastota;  - O’Y dagi kuchsizlanish notekisligi.

Chebeshev filtrlarining O’Y (0 ≤  ≤ 1) dagi ishchi kuchsizlanishning chastotaviy tavsifi quyidagi ifoda bilan aniqlanadi

                         ;                              (15.11)

to’sish yo’lagida esa

                                           .                         (15.12)

Hisoblashlar natijalari 15.4-jadvalga kiritiladi.

                                                                                         

QCHF LACHT A(f) ni hisoblash va o’lchash

                                                                                                      15.4-jadval

f		0,1fg	0,5fg	fg	1,5f	fs	1,5fs
f, kHz
Hisob	Ar, dB
O’lchov	U1, V
	U2, V
	Ai, dB

 

15.6-rasmda Battervort va Chebeshev uchinchi tartibli (n=3) QCHFning ishchi kuchsizlanishi chastotaviy tavsiflari  A(f) keltirilgan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.6-rasm. Battervorta -a) va Chebeshevning -b) uchinchi tartibli (n=3) QChF ishchi kuchsizlanishi chastotaviy tavsiflari

 

 

 

 

 

15.3. Eksperimental qism

15.3.1.   Ishchi kuchsizlanish chastotaviy tavsifi A(f)ni ikki voltmetr yordamida o’lchash

15.7-rasmda tasvir-langan Battervort QCHF sxemasini yig’ing. Genera-tor G1 chiqishida V₁ volt-metr bilan nazorat qili-nuvchi U₁=1 V. kuchlanishni o’rnating. Filtrning kirish va chiqishida zarur bo’lgan R₁ = R₂ = R qiymatdagi   qarshiliklarni  o’rna ting. Filtr kirishida U₁ va chiqishida U₂ kuchlanishlarni o’lchash yo’li bilan f q 0,1f_g ;0,5f_g; f_g; 1,5f_g ;  f_s ; 1,5f_s  chastotalarda ishchi kuchsizlanishning bog’lanishini o’lchab oling.

O’lchangan qiymatlar orqali yordamida ishchi kuchsizlanish quyidagi ifoda bilan hisoblanadi 

Hisolashlar va o’lchovlar natijalari 15.4-jadvalga kiritiladi.

15.4. Hisobotning tarkibi

15.4.1. Ishning nomi va maqsadi.

15.4.2. 15.4-rasmda keltirilgan Battervort QCHF va uning chastotaviy tavsifi  A(f) ni dastlabki hisolash.

15.4.3. Natijalari 15.4-jadvalga kiritilgan hisoblash va o’lchovlar.

15.4.4. 15.4-jadvalda keltirilgan ma’lumotlar asosida qurilgan hisoblangan va eksperimental chastotaviy tavsiflar  A(f) grafiklari.

15.4.5. Battervort va Chebeshev passiv LC-filtrlar tadqiqotining natijalari bo’yicha xulosalar.

15.5. Nazorat savollari

15.5.1. Ishchi kuchsizlanish chastotaviy tavsifi nima?

15.5.2. Ishchi kuchsizlanish chastotaviy tavsifi qanday o’zgaradi?

15.5.3. QCHF prototipi tartibi nima va u Battervortning QCHF, YUCHF, O’F va RF lari uchun qanday aniqlanadi?

15.5.4. Chebeshevning QCHF, YUCHF, O’F va RF lari uchun QCHF prototipi tartibi qanday aniqlanadi?

15.5.5. Battervort va Chebeshev QCHF prototipi elementlari parametrlari qanday aniqlanadi?

15.5.6. Berilgan QCHF prototipi me’yorlangan parametrlari bo’yicha QCHF real parametrlari qanday aniqlanadi?

15.5.7. Battervort QCHF ishchi kuchsizlanishi qaysi ifoda yordamida hisoblanadi?

15.5.8. Chebeshev QCHF ishchi kuchsizlanishi qaysi ifoda yordamida hisoblanadi?

15.5.9. Battervort va Chebeshev QCHF chastotaviy tavsiflari A(f) grafigi qanday shaklda bo’ladi?

 

 

 

16-LABORATORIYA  ISHI

BATTERVORT VA CHEBESHEV ARC-QCHFNING TADQIQOTI

Ishning maqsadi - Battervort va Chebeshev ARC QCHFni hisob eksperimental tadqiqoti.

 

16.1.Nazariy ma’lumotlar  

 

Aktiv RC (yoki ARC)  filtrlar RC-zanjir bilan aktiv (kuchaytirgich) elementlarining birikmasidan iborat. Kuchaytirgich elementi sifatida elektron lampalar, tranzistorlar, aksariyat operatsion kuchaytirgichlar (OK) qo’llanadi. OKlar kirish qarshiliklari yuqori bo’lgan ikki kirishga va chiqish qarshiligi kichik bo’lgan bir chiqishga ega. Kirishlardan biri invertorlash xususiyatiga egadir. ARC-zanjirlarda uzatish funktsiyasini amalga oshirish uchun 2-tartibdan yuqori bo’lmagan (n ≤ 2) uzatish funktsiyalar ko’paytmasi sifatida tasvirlash bilan bajariladi, ya’ni

            =

Ikkinchi tartibli har bir uzatish funktsiyasi H_k(p)  invertorlanmaydigan  OKli ARC-zveno (16.1,a-rasm) bilan ifodalanishi mumkin. H(p) uzatish funktsiyasi toq tartibli bo’lganda filtr sxemasi tarkibida 2-tartibli ARC-zveno bilan bir qatorda (16.1,a-rasm), yana bitta passiv 1-tartibli RC-zveno (16.1,a-rasm) mavjud bo’ladi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16.1-rasm. Ikkinchi tartibli QCHFning ARC-zvenosi sxemasi(a) va birinchi tartibli passiv RC-zvenoning sxemasi (b)

 

Bu zvenolarning kuchlanish bo’yicha me’yorlashgan  operator funktsiyalari quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

                                                 (16.1)

                                                                     (16.2)

bunda  - me’yorlangan kompleks chastota.

Battervort va Chebeshev 2-tartibli QCHF ARC-zvenoning va 1-tartibli passiv RC-zvenoning me’yorlashtirilgan uzatish funktsiyalari quyidagi shaklga ega:

                                                                     (16.3)

                                                                                   (16.4)

Battervort filtrlarining me’yorlashtirilgan polinomlari filtr tartibi n ning  turli qiymatlari uchun 16.2-jadvalda, Chebeshev filtri uchun esa 16.3-jadvalda keltirilgan.

Ushbu (16.1) ifodani (16.3) bilan, (16.2)ni (16.4) bilan taqqoslash orqali ikkinchi tartibli ARC-zveno elementlarining me’yorlashtirilgan  parametrlarini aniqlash imkonini beruvchi ifodalarni hosil qilamiz

 

Agar sig’im qiymatiga me’yorlashtirilgan miqdor  qo’ysak, u holda kuchaytirgichning me’yorlashtirilgan qarshiliklari va kuchayish koeffitsienti quyidagi  ifodalar yordamida aniqlanadi

                                     .                     (16.5)

ARC QChFning real parametrlarini aniqlash uchun, ya’ni hisoblab topilgan me’yorlashtirilgan  qiymatlarlarini me’yorsizlash koeffitsientlari  ga ko’paytirish zarur. 1-5 laboratoriya stendlari uchun =5nF,  6-10 stendlari uchun =10 nF. 

Qarshiliklarni me’yorsizlash koeffitsienti quyidagi ifoda yordamida aniqlanadi

                 .                                                                     (16.6)

ARC-filtr elementlarining real parametrlari quyidagi ifodalar yordamida aniqlanadi:

                                                                              (16.7)

QCHF ARC-filtrning natijaviy sxemasi 2-tartibli ikki ARC-zanjir kaskad ulashi natijasida hosil bo’ladi.  ARC-filtr toq tartibli bo’lganda sxema tarkibida 1-tartibli QCHFning bitta passiv RC-zveno ham qatnashadi. Masalan, beshinchi tartibli sxema (n=5) bo’lganda Battervort va Chebeshev QCHF ARC-zanjiri sxemasi 16.2-rasmda keltirilgan ko’rinishda bo’ladi.

16.2-sxemadan ko’rinadiki, QCHF ARC-filtr har biri K₁ va K₂ kuchaytirish koeffitsientiga ega bo’lgan ikkita invertorlanmaydigan  kuchaytirgichdan  tashkil topgan bo’lib, ularning har biri manfiy teskari bog’lanishli  (16.3,b-rasm) invertorlanmaydigan OK sxemasi orqali amalga oshiriladi.

16.2-rasm. 5-tartibli (n = 5) Battervort va Chebeshev QCHF  ARC-sxemasi

 

Bunday kuchaytirgichning kirish qarshiligi cheksiz katta bo’lib, chiqish qarshiligini nolga teng deyish mumkin. Shu sababli ko’rilayotgan ARC-sxemalarda istalgan zveno parametri o’zgartirilsa, boshqa zvenolar chastotaviy tavsiflariga ta’sir  ko’rsatmaydi, ya’ni zvenolar bir-biriga ta’sir  qilmaydi. Filtrning bunday qo’llanishi kaskadli «hz-aro bo-lanmagan» deb ataladi. Bunday kuchaytirgichning kuchaytirish koeffitsienti (16.3,b-rasm)

                          K_iq                                                      (16.8)

 

 

 

 

 

 

 

 

16.3-rasm. Filtr sxemalari: a) – kuchlanish bo’yicha kuchaytirish koeffitsienti cheksiz () bo’lgan OK; b) – kuchlanish bo’yicha kuchaytirish koeffitsienti chekli; v) - uning shartli belgisi

 

16.3,b-rasmdagi sxemani koeffitsientning talab etilgan K_i qiymatida amaliy tatbiq etish uchun qarshilikdan biri, masalan R₃=1kΩ berilgan, ikkinchisi esa quyidagi ifoda bilan aniqlanishi zarur .

Shuni e’tiborga loish lozim-ki, OKda kuchlanish qiymatining kuchayishi sababli, ARC va passiv LC-filtrlarning chastotaviy   tavsiflari o’zaro faqat 20lg(1/K)ga teng bo’lgan o’zgarmas qiymatga farq qiladi, bunda -barcha kaskad ulangan ARC-zvenolarning natijaviy kuchaytirish koeffitsienti. Shuning uchun,  ARC-filtrlar uchun A(f) chastotaviy tavsiflarni hisoblash, passiv LC-filtrlarniki hisoblashdagi ifodalardan foydalanish mumkin. Bunda hisoblash natijalariga tuzatish koeffitsientlarini 20Lg(K) kiritish (16.4-rasmga qarang) zarur

- Battervort filtri uchun:  A(Ω) = 10Lg(1Qε²Ω²ⁿ)-20Lg(K), dB;                     (16.9)

- Chebeshev filtri uchun:    dB,                (16.10)

bunda Ω = f/f_g – me’yorlashtirilgan (nisbiy) chastota;  f_g – o’tish yo’lagi (O’Y) ning chegaraviy chastotasi; - O’Yning (ΔA=3 dB ε=1 bo’lgandagi) kuchsizlanish notekisligi; ΔA– O’Y kuchsizlanishi maksimal joiz qiymati; n – QCHFning tartibi – prototipi (QCHFP); T_n(Ω)– Chebeshevning n–tartib polinomi.

- O’Yda 0≤Ω≤1   T_n(Ω) = cos(n arccos (Ω));

- TYda Ω≥1       T_n(Ω) = ch(n arch (Ω)). 

LACHT A(f) grafigidan (16.4-rasm) ko’rinadiki, ARC-filtrlar O’Yda manfiy kuchsizlanishga (A<0) ega ekan. Bu esa kuchlanishning kuchayishi demakdir.  Ushbu ta’kidlash faqat ARC – filtr kirishi ichki qarshiligi nolga teng bo’lgan manbaga ulanganda, filtrning chiqishi esa cheksiz katta yuklanish qarshiligiga (-yuksiz ishlash rejimi) ulanganda haqli bo’ladi.

 

16.2.Dastlabki hisoblash

16.2.1. Laboratoriya stendi berilgan raqami, variant raqami va filtr turiga ko’ra (16.1-jadval) QCHFning ARC-zanjirga talablar ni ko’chirib yozing.

QCHF chastotaviy tavsifi A(f) ga talablar

                                                                                              16.1-jadval

№	EF tkri	DA, dB	AS, dB	fG, kHz	fS, kHz
1	Bat	3	13	1	2
2	Cheb	2	15	1	2
3	Bat	3	14	2	4
4	Cheb	2	17	2	4
5	Bat	3	15	3	6
6	Cheb	2	19	3	6
7	Bat	3	16	4	8
8	Cheb	2	21	4	8
9	Bat	3	18	5	10
10	Cheb	2	25	5	10

 

QCHFP tartibini quyidagi ifoda yordamida hisoblang

- Battervort filtri uchun                (16.11)

- Chebeshev filtri uchun    ,                             (16.12)

bunda Ω_s = f_s / f_g  -  TYning meyorlashtirilgan (nisbiy) chegaraviy chastotasi.

16.2.2. Hisoblangan filtr tartibi n bo’yicha 16.2-jadvaldan Battervort QCHFPning me’yorlashtirilgan uzatish funktsiyasi H_i(s)ning koeffitsientlari α_i va β_i olinadi, 16.3-jvdvaldan esa Chebeshev filtri bo’yicha qiymatlar olinadi.

Battervort QCHF ARC me’yorlashtirilgan parametrlarining 1- va 2-tartib polinomi koeffitsientlari  va                                                                                         

 16.2-jadval

ΔA=2 dB  bo’lganda Chebeshev  ARC  QCHFning me’yorlashgan parmetrlari va 1-hamda   2-tartibli  polinomlarning   koeffitsientlari

                                                                                                          16.3-jadval

n	β0	α1	β1	α2	β2	K1	K2	Ȓ0	Ȓ1	Ȓ2
2		1,2150	0,9766			2,1140			1,1023
3	2,7108	1,1266	0,4163			2,6078		2,2108	1,0614
4		1,0768	0,2259	4,5134	2,2857	2,7823	1,9241		1,0377	2,1245
5	4,5809	1,0502	0,1417	2,5436	0,8981	2,8617	2,4369	4,5809	1,0248	1,5949

16.2.3. ARC  QCHFning sxemasini tasvirlang va (16.5),  (16.6),  (16.7)  ifodalar bo’yicha bu filtr elementlari haqiqiy  parametrlarini aniqlang.

16.2.4. ARC  QCHFning ishchi kuchsizlanishi  A(f) ni 0,5 ƒ_cheg;  ƒ_cheg;   ƒ_S;   2 ƒ_S  chastotalarda (16.9) ifoda bo’yicha Battervort filtri uchun, (16.10) ifoda bo’yicha Chebeshev filtri uchun hisoblang. Hisob natijalarini 16.4-jadvalga kiriting.

Kuchsizlanish A(f) LACHT o’lchash

                                                                                                 16.4-jadval

f	0,2fg	0,5fg	fg	1,2fc	fs	2fs
f, kGs
U1, V
U2, V
Ai, dB
Ar, dB

16.3.  Eksperimental ishni bajarish

16.3.1. Hisoblangan  ARC-filtr sxemasini chizing va yig’ing. Filtr tartibi n=3  bo’lganda 16.4-rasmda  keltirilgan shaklga ega bo’ladi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16.4-rasm. Uchinchi tartibli (n=3)  ARC  QChFning chastotaviy tavsifi  A(f) ni o’lchash sxemasi

 

16.3.2. Barcha asboblarni yoqing (generator G1,  V₁ va V₂ voltmetrlar).

16.3.3. Ikkita voltmetr yordamida f=0,5 ƒ_cheg; ƒ_cheg; 1,2 ƒ_cheg; ƒ_S; 2ƒ_S chastotalarda filtrning ishchi  kuchsizlanishini  o’chang.

Buning uchun har bir chastotada generatorning chiqish sozlovchisi yordamida voltmetr bo’yicha  U_kir=1 V.  kuchlanish o’rnating.

ARC-filtr yuksiz ishlash rejimida bo’lgani sababli kuchlanish bo’yicha  o’lchangan ishchi kuchsizlanish quyidagi ifoda bo’yicha aniqlanadi

                                           A_i=20lg(U₁/U₂), dB.                                         (16.8)

O’lchov natijalarini 16.4-jadvalga kiriting.

16.4-jadval natijalari bo’ytcha A_r(f) grafigini hisoblash va eksperiment A_i(f) natijalari bo’yicha quring.

    

16.4. Nazorat savollari

16.4.1. QCHFning birinchi, ikkinchi va uchinchi tartibli ARC-sxemalarining shakllari qanday?

16.4.2. Beshinchi tartibli (n = 5) Battervort va Chebeshev QCHF ARC-zanjirlari chastotaviy tavsiflari A(f) qanday shaklga ega?

16.4.3. Chebeshevning QCHF ARC hisoblashning algoritmt qanday?

16.4.4. Battervort va Chebeshev QCHFning tartibini qanday hisoblash mumkin?

16.4.5. QCHF ARC ishchi kuchsizlanishi A(f) qanday o’lchanadi?

16.4.6. Battervortning QCHF ARC  A(f) ni qanday hisoblanadi?

16.4.7. Chebeshevning QCHF ARC  A(f) ni qanday hisoblanadi?

16.4.8. Aktiv RC- va passiv LC-filtrlarning A(f) nima bilan farqlanadilar?

16.4.9. 2-tartibli QCHF ARC uzatish funktsiyasi qanday shaklga ega?

16.4.10. QCHF ARC elementlari parametrlari qanday hisoblanadi?

16.4.11. ARC-filtrlarning afzalliklari va kamchiliklari nimada?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17-LABORATORIYA ISHI

OPERATSION  KUCHAYTIRGICHLI RC-AVTOGENERATOR TADQIQOTI

 

Ishning maqsadi – laboratoriya stendida VIN ko’prigidan foydalanib invertorsiz operatsion kuchaytirgichi (OK) bo’lgan RC-avtogeneratorining nazariy va eksperimental tadqiqotini o’tkazish; o’z-o’zini qo’zg’otish shartlarining va generatsiya chastotasi RC-element parametrlariga bog’liqligining eksperimental tadqiqoti.

17.1. Nazariy ma’lumotlar

Tashqi ta’sir bo’lmagan holatda elektr tebranishlarini mustaqil hosil qiluvchi aktiv elektr zanjirlari avtogeneratorlar deyiladi. Ularda aktiv elementlar sifatida elektron lampalar, tranzistorlar, OKlar ishlatiladi. Yuqori chastotali avtogeneratorlarda passiv elementlar sifatida LC-elementlar qo’llaniladi; quyi chastotalarda esa – RC-elementlar ishlatiladi.

Avtogeneratorlar chiqishidagi o’zgaruvchan kuchlanishning bir qismini avtogenerator kirishiga uzatuvchi musbat teskari bog’lanish (TB) natijasida elektr (elektromagnit) tebranishlarini ishlab chiqaradilar. Bu hodisa faqat tebranuvchan energiyaning ortishi quvvat isroflaridan katta bo’lgandagina sodir bo’ladi. Bunda boshlang’ich tebranishlarning amplitudasi ortib boradi. 

Avtogeneratorlar radio uzatish va radio qabul qilish qurilmalarida, simli elektr aloqada va o’lchash texnikasida qo’llaniladi. 

Avtogenerator (o’zgaruvchan tok) umumlashtirilgan struktura sxemasi (17.1,a-rasm) tarkibida kompleks uzatish koeffitsienti

                            

_{bo’lgan kuchaytirgich va kompleks uzatish koeffitsienti} 

                             

_{ga teng bo’lgan TB mavjud.}

    

 

 

 

 

 

17.1-rasm. Avtogeneratorning umumlashtirilgan struktura sxemasi (a) va kuchaytirgichning va TB zanjirining kaskad (b) ulanishi

 

 Agar so’nmas garmonik tebranishlarni saqlab qolish uchun 17.1,b-rasmdagi ochiq sxema chiqishidagi kuchlanish kirishidagi kuchlanishga teng bo’lishi zarurligini, ya’ni U₃=U₁ e’tiborga olsak, u holda ochiq sxemaning kompleks uzatish koeffitsienti quyidagiga teng bo’ladi:

                                     H(jw)=U₃/U₁=1,                                               (17.1)

yoki

H(jw)=K(jw)b(jw) = K(w)b(w)⁾ =

 

                             = K(w)b(w)e ^j=1.                                            (17.2)

bundan so’nmas tebranishlar hosil qilishning ikki sharti kelib chiqadi:

 

                            K(w)b(w) =1;                                                               (17.3)

 

                            j_k(w) + j_b(w) = 0,2p,..., k2p.                                       (17.4)

Birinchi shart (17.3) amplitudalar balansi sharti deyiladi va statsionar rejimda ochiq tizimning uzatish koeffitsienti  birga teng ekanligini bildiradi. (17.4) ifoda fazalar muvozanati sharti deyiladi va ushbu zanjir bo’ylab o’tganda bir xil fazali tebranish olinishini  bildiradi.

Amaliyotda, fazo-balans zanjiri-VIN ko’prigi sifatida ishlatiladigan invertorsiz TBli RC-avtogenerator sxemasi keng qo’llanadi (17.2-rasm).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.2-rasm. Fazobalans zanjiri sifatida most-Vin qo’llanilgan invertorlamaydigan OK asosidagi RC-avtogenerator sxemasi

 

Agar, mos ravishda, RC parallel va ketma-ket tashkil etuvchilarining kompleks qarshiliklarini quyidagicha belgilasak

Z₁=R+1/jωC   i    Z₂=(R/ jωC)/(R+1/jωC),

u holda TB zanjirining kuchlanishni uzatish kompleks koeffitsienti  

 

β(jω)=U₃ /U₂= Z₂/(Z₁+ Z₂)=1/(1+ Z₁/ Z₂) =1/[3+j(ωRC-1/ωRC)] =

 

=1/[3+j(ω/ω₀-ω₀ /ω)] =(1/3)/[1+j(1/3)(ω/ω₀-ω₀/ω)] =

 

 =(1/3)/[1+jQ(ω/ω₀-ω₀ /ω)] =(1/3)/(1Qjξ) = b(w,                           (17.5)

bunda   ω₀ =1/RC=1/τ – kvazirezonans burchak chastotasi, uning qiymati generatsiya chastotasiga teng;

f₀ = ω₀/2π = 1/2π RC – avtogenerator chastotasi;                                                          (17.6)

τ = RC – vaqt doimiysi;

ξ=Q(ω /ω₀ - ω₀ / ω)=Q(f / f₀ - f₀ / f) – umumlashtirilgan nosozlik;                                (17.7)

b(w) = (1/3) /= (1/3)/ - TB zanjiri ACHT;                    (17.8)

φ_β(f) - - arc tg[Q(f / f₀  – f₀ /f)] = - arc tg ξ  –  TBli zanjirning FCHXsi.                       (17.9)

β(jω)  (17.5) bog’lanish aslligi Q=1/3 ga teng bo’lgan parallel tebranish konturining bog’lanish Z(jω) ga o’xshashdir.

Ishlab chiquvchi tebranish chastotasi f₀ da TBli faza balans zanjirining uzatish koeffitsienti b(f₀)  maksimal bo’lib (17.5), (17.8) ifodalariga asosan b(f₀)=1/3 ga teng.         Amplitudalar tengligi shartiga asosan, uzatish koeffitsienti K(f₀)=1/b(f₀) =3 bo’lganligi uchun, avtogenerator o’z-o’zining o’yg’otishi uchun K(f₀)>3 sharti bajarilishi zarur ekan.

TB li zanjir uzilgan holatida (17.1,b-rasm) kuchaytirish koeffitsienti K(w)=3 bo’lgan kuchaytirgich bilan b(w) ACHTli TBli RC-zanjir fazosiljituvchi zanjir hosil bo’lgan. Bunday tizimning natijaviy ACHTi qo’yidagi ifoda bilan aniqlanadi:

H(w)=K(w)b(w)==  =,         (10.10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TB li zanjir (17.2-rasm) ACHT va FCHTi 17.3-rasmda keltirilgan.

  

17.3-rasm. Yuqoridagi 17.2-rasmda  R=1 kOm, C=0,1 mkF (t = RC=100 mks;       

f₀= 1,592 kGs) bo’lgandagi TB-zanjirning ACHT b(w) (a) va FCHT j_b(w)  (b).

Tajriba shuni ko’rsatadiki, kuchlanish bo’yicha kuchaytirish koeffitsienti  K=3,015÷3,080 bo’lganda avtogenerator chiqishidagi kuchlanish yaxshi sinusoidal ko’rinishda o’z-o’zining qo’zg’otishning yumshoq rejimi hosil bo’ladi. Avtogeneratorda o’z-o’zini qo’zgotish ta’minlanishi uchun kuchaytirgichning kuchlanish bo’yicha kuchaytirish koeffitsienti K=3 dan  birmuncha katta bo’lishi zarur. K=U₂/U₁=1+R₂/R₁ kuchaytirish koeffitsientini olish uchun (17.2-rasm) bitta rezistor R₁=1kΩ dan foydalanamiz, R₂ rezistorni esa ikkita-uchta 2kΩli va (10÷80)Ωli rezistorlarni ketma-ket ulash yo’li bilan hosil qilamiz. Shu holatda o’z-o’zini qo’zgatishning yumshoq holati ta’minlanadi va avtogenerator chiqishidagi kuchlanish sinusoidal ko’rinishga ega bo’ladi. R₂ qarshilikning juda katta qiymatida (bu kuchaytirish koeffitsientining katta kuchayishiga mos keladi), avtogeneratorning chiqish kuchlanish OK elementlarining to’yinishi tufayli sinusoidaldan keskin farq qiladi. U yuqoridan va pastdan chegaralangan sinusoidadan iborat (17.4-rasm).

Avtogenerator chiqishidagi kuchlanishning chegaralash darajasi OK ning kuchlanish manbai kuchlanishidan taxminan ±10% kichikroq, ya’ni  U_cheg=±0,9U₀. Laboratoriya ishi bajarilayotgan stendda U_cheg=±0,12V. Bu erda shuni ta’kidlash zarurki, kuchaytirish koeffitsientining juda katta qiymati uning inertsionligini nihoyatda oshiradi, natijada avtogeneratorning generatsiyalash chastotasi o’zining nazariy qiymati  f₀=1/(2πRC) ga nisbatan mislsiz kamayib ketishiga olib keladi.  

Vin ko’prigiga ega bo’lgan RC-avtogenerator 20Hz dan 200Hz gacha oraliqda ishlaydigan ko’p sonli laboratoriya  generatorlarining asosiy elementlari hisoblanadi. Generator chastotasining ohista qayta o’zgarishi (masalan 20÷200 Hz, 200÷2000 Hz va h.z. oraliqlarda) RC-zanjirning ikkala sig’imini o’zgartirish  yo’li bilan amalga oshiriladi. Bu ikkala sig’im bitta o’qga ega bo’lgan 2 ta bir xil o’zgaruvchan kondersatorlardan  iborat; bitta diapazondan  boshqasiga o’tish bu zanjirdagi ikkala rezistorni qayta ulash yo’li bilan bajariladi.

 

17.2. Dastlabki hisoblashlar

17.2.1. Zanjir elementlarining (17.1-jadval) berilgan qiymatlari bo’yicha generatsiya chastotasi f₀ ni (17.6) ifoda bo’yicha hisoblang. Natijalarni 17.2-jadvalga kiriting.

O’rganilayotgan sxema elementlari parametrlarining variantlari

     17.1-jadval

Variantga raqamiga muvofiq Vin ko’prigining parametri (17.1-jadvalga qarang) o’zgaradi. Unga mos ravishda avtogeneratorning chastotasi o’zgaradi. Masalan, R=10kΩ, C=5nF bo’lganda (17.2-rasm) sxemada generatsiya chastotasi quyidagiga teng

        f₀=1/2pt=1/(2pRC)=1/ (2π10⁴·5·10^-9) = 3183,1Hz = 3,1831kHz,

 

17.2.2. Yuksiz ishlash rejimidagi zanjirning (17.2-rasm) ACHTi  va FCHTini (17.9) hamda (17.10) ifodalar yordamida 10 ta chastotada hisoblang:

F=0,2 kHz; 0,2f₀; 0,5f₀; f₀; 0,8f₀; f₀; 1,2f₀; 1,5f₀; 2f₀; 4f₀; 120 kHz.

O’lchov natijalarini 17.2-jadvalga kiriting.

Dastlabki hisoblashlar va eksperiment natijalari

17.2-jadval

        

17.3.Eksperimental ishni bajarish

 

17.3.1. RC-avtogeneratorning chiqish kuchlanishi va chastotasini o’lchash

           17.5-rasmda keltirilgan sxemani yig’ing.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.5-rasm. OKli RC-avtogenerator sxemasi tadqiqoti

 

Avtogeneratorning chiqishidagi garmonik kuchlanishning ta’sir etuvchi qiymatini raqamli voltmetr V bilan o’lchanadi. Generator sxemasida qarshiliklar R va sig’imlar C parametrlarini 17.1-jadvaldagi berilgan variant asosida o’rnating. Laboratoriya stendi panelining o’ng tomoni pastida joylashgan tumblerni burib, avtogenerator sxemasini manba kuchlanishiga ulang. Ostsillografni yoqib, uning razvyortkasi tezligi va kuchaytirishni  o’zgartirib, generatsiyalanayotgan tebranishlar davri T ni o’lchash  uchun qulay bo’lgan holatga erishing (17.6-rasm). O’lchangan tebranishlar davri T o’lchangan qiymati bo’yicha avtotebranishlar chastotasi hisoblanadi va 17.2-jadvalga kiritiladi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.6-rasm. Garmonik tebranishlar davri T va amplitudasi U_m ni aniqlash

Masshtabga rioya qilgan holda, ostsillograf ekranidan avtogeneratr kuchlanishi grafigini chizib oling.

17.3.2. Uzilgan TBli zanjir uzatish koeffitsientining ACHXsi va FCHX sini o’lchash

Generatsiyalanayotgan tebranishlarni o’lchagandan so’ng, 17.2-rasmdagi sxemaga qaytish va kuchaytirgich bilan TB zanjirining kaskad ulangan sxemasi (17.1,b va 17.7-rasm) ACHT va FCHTning tadqiqotiga o’tish zarur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.7-rasm. Uzatish koeffitsienti ACHT va FCHTsini o’lchash sxemasi

17.7-rasmdagi sxemani hosil qilish uchun 17.3-rasmdagi sxemada TBni OKdan uzish va uni garmonik kuchlanish generatori G1ga ulash zarur. 17.7-rasmdagi sxemada:

G₁ - garmonik (sinusoidal) kuchlanish generatori;

V₁ - voltmetr kirish kuchlanishi ta’sir etuvchi qiymati U₁ni o’lchaydi;

V₃ - voltmetr chiqish kuchlanishi ta’sir etuvchi qiymati U₁ni o’lchaydi.

ACHX ni o’lchash uchun E generator chastotasini ketma-ket o’rnatib (17.2-jadval), har bir qiymat uchun U₁,U₃ va φ larning o’lchangan qiymatlarini shu jadvalga kiriting. Har bir chastota uchun AChT ning qiymatlarini hisoblab, N(f)= U₃/U₁ ularni 17.2-jadvalga kiritamiz.

Hisoblash va o’lchov natijalari bo’yicha ACHT N(f) va FCHT φ(f) larning grafiklarini chizing. φ(ω) grafikdan foydalanib fazalar balansi sharti bajariladigan φ(f₀)=0 eksperimental chastota f=f₀ ni aniqlang. f₀ generatsiya chastotasining nazariy va tajribada olingan qiymatlarini taqqoslang.

O’tkazilgan tadqiqotlar bo’yicha xulosa qiling.

17.4. Hisobotning tarkibi  

17.4.1. Ishning maqsadi.

17.4.2. Sxemalar va hisoblash ifodalari.

17.4.3. 17.2-jadvalga kiritilgan dastlabki hisoblashlar va eksperimentlar natijalari.

17.4.4. Uzilgan TB va OKli ARC-avtogeneratorning hisoblash va eksperimental qurilgan ACHT H(f) va FCHT φ(f) grafiklari.

17.4.5. Tadqiqoti bajarilayotgan RC‑avtogeneratorning kirish va chiqish kuchlanishlari grafiklari.

17.4.6. Dastlabki nazariy hisoblashlar va eksperiment natijalari tahlilidan xulosalar. 

 

17.5. Nazorat savollari

17.5.1. RC avtogeneratorining (17.2-rasm) sxemasida R=1kΩ; C=1nF bo’lsa, generatsiya chastotasi nimaga teng bo’ladi?

17.5.2. RC avtogenerator sxemasida (17.2-rasm), amplitudalar tenglik sharti nimaga teng?

17.5.3. β=1/3 bo’lganda amplitudalar tenglik sharti bajariladigan kuchaytirish koeffitsienti K ning qiymati nimaga teng?

17.5.4. K=3 bo’lsa, TBli zanjirda amplitudalar muvozanati sharti bajariladigan TB zanjiri uzatish koeffitsiyenti β-ning qiymati nimaga teng?

17.5.5. 10.2-rasmdagi faza siljituvchi RC-zanjirdagi barcha qarshiliklar qiymatlari ikki marta oshirilsa, avtogeneratorning generatsiyalash chastotasi f_r qanday o’zgaradi?

         Javoblar:

A. Ikki marta ortadi,                  B. Ikki marta kamayadi,    

V. To’rt marta ortadi,                G. To’rt marta kamayadi.

17.5.6. Qanday qilib avtogeneratorda (10.2-rasm) statsionar garmonik tebranishlar hosil bo’ladi?

17.5.7. 10.2-rasm bo’yicha avtogeneratorning ishlash prinsipini tushuntiring.

17.5.8. Vin ko’prigi bo’lgan  RC avtogeneratorda o’z-o’zini qo’zg’atish  shartini ayting.

17.5.9. Vin ko’prigi bo’lgan RC avtogeneratorda ishlab chiquvchi tebranishlar chastotasi qanday hisoblanadi?

17.5.10. Agar C₁=C₂=7nF, R₁=R₂=10kOm bo’lsa, Vin ko’prigi bilan RC avtogeneratorda ishlab chiquvchi tebranishlar chastotasini hisoblang.

17.5.11. Turg’unlashgan holatda amplitudalar va fazalar tenglik shartini aytib bering.

17.5.12. Qaysi shartlar bajarilganda avtogeneratorning o’z-o’zini  qo’zg’atish holati yumshoq (qattiq) bo’ladi?

ABIYOTLAR 

     1. Bakalov V.P., Dmitrikov V.F., Kruk B.I. Osnovi teorii sepey. – M.: Radio i svyaz, 2003. –592 betlar.

     2. Atabekov G.I. Osnovi teorii sepey. Uchebnik dlya vuzov. M., «Energiya», 1969.-424 betlar.

     3. Beletskiy A.F. Teoriya lineynix elektricheskix sepey. – M.: Radio i svyaz, 1986.

     4. Zeveke G.V. i dr. Osnovi teorii sepey. – M.: Energiya, 1975.

     5. Ushakov V.N. Elektrotexnika i elektronika: Ucheb. Posobie dlya vuzov.- M.: Radio i svyaz, 1997. – 328 betlar.

     6. Baskakov S.I. Lektsii po teorii sepey. - Izd-vo MEI, 1991.-224 betlar.

     7. Losev A.K. Teoriya lineynix elektricheskix sepey: Ucheb. dlya vuzov. – M.: Vo’ssh. shk., 1987. – 512 betlar.

     8. Bessonov L.A. Teoreticheskiye osnovi elektrotexniki. Elektricheskiye sepi. – M.: Visshaya shkola, 1984.

     9. Matxanov P.I. Osnovi analiza elektricheskix sepey. Lineynie sepi. – M.: Visshaya shkola, 1981.

    10. Frisk V.V. Osnovi teorii sepey. – M.: RadioSoft, 2002. – 288 betlar.

    11. Popov V.P. Osnovi teorii sepey. – M. Visshaya shkola, 1985.

    12. Kro’lov V.V., Korsakov S.Ya. Osnovi teorii sepey dlya sistemotexnikov.- M.: Visshaya shkola, 1990.

    13. Bosiy N.D. Elektricheskiye filtri. Uchebnoy posobiye dlya studentov radiotexnicheskix i elektrotexnicheskix spetsialnostey. Gosudarstvennoy izdatelstvo texnicheskoy literaturi USSR. Kiyev.  1960.- 616 betlar.

    14. Andreev V.S. Teoriya nelineynix elektricheskix sepey. M., «Svyaz», 1972.-  328 betlar.

    15. Kushnir V.F., Fersman B.A. Teoriya nelineynix elektricheskix sepey. Uchebnik dlya elektrotexnicheskix institutov svyazi. M., «Svyaz». 1974.-384 betlar.

    16. Dezoer Ch.A. i Ku E.S. Osnovi teorii tsepey. Per. s angl. N.L.Smirnovoy pod red. V. A. Smirnova. M., «Svyaz», 1976.-288 betlar.  

 

 

 

Mundarija

	Umumiy ko’rsatmalar	3
9	Differentsiallovchi elektr zanjirlarini tekshirish	5
10	Integrallovchi elektr zanjirlarini tekshirish	13
11	Teskari bog’lanishli zanjirda operatsion kuchaytirgichni tekshirish	20
12	Reaktiv ikkiqutblik chastotaviy tavsiflarining tadqiqoti	30
13	To’rtqutblikning birlamchi va ikkilamchi parametrlarini eksperimental aniqlash	35
14	Passiv RC-QCHF va YUCHF tadqiqoti	39
15	Battervort va Chebeshev passiv LC-QCHFning tadqiqoti	45
16	Battervort va Chebeshev ARC-QCHFning tadqiqoti	51
17	Operatsion kuchaytirgichli RC-avtogenerator tadqiqoti	57
18	Adabiyotlar	64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ELEKTR ZANJIRLAR NAZARIYASI

FANIDAN LABORATORIYA ISHLARINI

BAJARISH UCHUN

USLUBIY QO’LLANMA

2-QISM

 

5211800 «Maxsus yoritish texnologiyalari»,

5522100 «Televideniye, radioaloqa va radioeshittirish»,

5522200 «Telekommunikatsiya»,

5524400 «Mobil aloqa»,

5525500 «Audio-video texnologiyalari»,

yo’nalishlarida o’qiydigan talabalar uchun

 

Uslubiy qo’llanma TATU EZN kafedrasining

2014 yil ___ _______idagi ( ______-bayonnoma) majlisida

muhokama etilgan va chop etishga tavsiya qilindi.

Mualliflar: V.A.To’laganova, V.A.Kozlov, G’.M. Maxmadiyev

Mas’ul muharrir: V.A.To’laganova

Muharrir K.A. Gayupova

 

 

Bichim 60x84 . Buyurtma №           Tiraj  100.

TATU bosmaxonasida chop etildi.

700084 Toshkent, A. Temur ko’chasi, 108 uy.