Piezoelektrik elemanları kontrol etmek için yüksek voltaj amplifikatörü. Şema, açıklama

Ücretsiz teknik kütüphane

RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ
Ücretsiz kütüphane / Radyo-elektronik ve elektrikli cihazların şemaları

Piezoelektrik elemanları kontrol etmek için yüksek voltaj amplifikatörü. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Ücretsiz teknik kütüphane

Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Radyo amatör tasarımcısı

makale yorumları

Bir elektrik sinyalinin mekanik harekete seramik piezoelektrik dönüştürücüleri, ölçüm ekipmanlarında ve optik sistemlerde kullanılır. Bu dönüştürücüler, önemli genliğe sahip (100 V'a kadar) voltaj darbeleriyle çalıştırılmalıdır. Makalede açıklanan amplifikatör bu sorunu çözmenize olanak sağlar.

Hassas hareket üretimi için alet sistemlerinde kullanılan piezoelektrik sinyal değiştirme dönüştürücülerinin doğal rezonans frekansı, birimlerden onlarca kilohertz'e kadar değişir ve kendi kapasiteleri ise on binlerce ila yüz binlerce pikofarad arasında değişir. Sistemin bir bütün olarak stabilitesini sağlamak için amplifikatörler tasarlanırken bu yük özellikleri dikkate alınmalıdır. Bu tür dönüştürücülere dayalı sistem kurmanın teorisi ve uygulaması [1]'de ayrıntılı olarak sunulmaktadır.

Doğrusal bölgedeki amplifikatörün frekans bant genişliği, dönüştürücünün doğal rezonans frekansından birkaç kat daha büyük olmalıdır. Bu durumda, bir voltaj geri besleme amplifikatöründe kullanıldığında, komutu işlerken dönüştürücünün rezonans salınımlarını bastıracaktır. Giriş sinyali, op-amp DA1'e monte edilmiş bir diferansiyel amplifikatörün girişine beslenir (şemaya bakın), bu, ortak mod parazitinin azaltılmasını mümkün kılar. Dirençler R1, R2 ve R3, R4, dirence göre% 0,1'den daha kötü olmayan bir doğrulukla eşleştirilmelidir.

(büyütmek için tıklayın)

Güçlendirilmiş sinyalle birlikte, BQ2 yüküne paralel bağlanan dirençli bölücü R7R10'ten gelen OS sinyali, R5 direnci aracılığıyla op-amp DA1'nin ters çevirme girişine gönderilir. DA1 amplifikatörünün girişindeki sinyalin, diyagramda gösterilen R1-R7, R10 direnç değerleri ile nominal değeri 5 V, yükteki çıkış voltajı 100 V olacaktır.

Geçiş bandındaki kazançtaki değişiklik +%20'yi aşmaz; bu, amplifikatörün açıklanan uygulaması için oldukça kabul edilebilirdir. OS düzeltme devresi R9C2, çıkış aşaması transistörlerinin kendi kapasitansının varlığı nedeniyle RF amplifikatörünün kendi kendine uyarılmasını ortadan kaldırır. Bu frekans bölgesindeki op-amp DA2'nin kazancı R9/R6 oranına bağlıdır. Bu oranın birliğe eşit veya daha az seçilmesi önerilir ve C2 kapasitörünün kapasitansı minimum düzeyde olmalıdır, ancak amplifikatörün kendi kendine uyarılmamasını sağlayın. Bu devrenin düşük frekanslar üzerindeki etkisi çok küçüktür.

Cihazın yüksek voltaj kısmı bir ön amplifikatörden (VT1-VT3) ve bir güç amplifikatöründen (VT4-VT7) oluşur.

Ön amplifikatör, farklı yapılardaki transistörler kullanılarak bir kaskod devresi kullanılarak monte edilir [2] - VT1, VT2. Bu, ön amplifikatörün ve bir bütün olarak amplifikatörün maksimum çıkışını elde etmenizi sağlar. Ön amplifikatör aşamasının yükü, transistör VT3'teki akım kaynağıdır.

Bir giriş sinyalinin yokluğunda, R17, R18 dirençlerinden yaklaşık 1,2 mA'lık bir akım akar ve bu dirençler arasındaki toplam voltaj düşüşü yaklaşık 1,5 V'tur. Bu voltaj aslında VT4 ve VT5 transistörlerinin emitör bağlantı noktasına uygulandığından, açıktırlar ve devrede içlerinden sakin bir akım akarlar: VT4 (yayıcı bağlantı noktası), R22, R24, R25, R23, VT5 (yayıcı bağlantı noktası). Bu sakin akım 0,5 mA'dır. Değeri, bir yandan çıkış transistörlerinin harcadığı gücü, ısı emiciler olmadan çalışmalarına izin verecek bir seviyede sınırlamak, diğer yandan frekans bant genişliğini daraltmadan geçici distorsiyonu azaltmak için seçildi.

Bir akım kaynağının transistör VT2 için kolektör yükü olarak kullanılması bir takım nedenlerden kaynaklanmaktadır. Statik moddaki piezoelektrik dönüştürücü pratikte hiç akım tüketmez (bunun bir kapasitör olduğunu varsayabiliriz) ve belirli bir voltaj değerini bunun üzerinde korumak için, tamamlayıcı transistörler VT4, VT5 üzerindeki bir güç amplifikasyon aşaması oldukça yeterlidir. Amplifikatör girişinde bir komut darbesi (0'dan 5 V'a ve tekrar 0'a salınım) alındığında, güç amplifikatörünün yük kapasitansını hızlı bir şekilde 100 V'a şarj etmesi ve ardından sıfıra boşaltması gerekir. Çıkış voltajının değişim hızı, BQ1 dönüştürücüden geçen akımla doğru orantılı olacaktır.

Şarj sırasında akım, güç kaynağının pozitif telinden, esas olarak transistör VT6 ile birlikte bir kompozit transistör oluşturan transistör VT4 aracılığıyla akar. Deşarj, ikinci kompozit transistör VT5VT7 tarafından sağlanır. Negatif kutuplu bir komut darbesi işlendiğinde, şarj aynı transistörler (VT5, VT7) aracılığıyla gerçekleşir.

VD8-VD13 diyotları ve R24, R25 dirençleri, geçici işlemler sırasında amplifikatör çıkışındaki maksimum akım değerini yaklaşık 120 mA değerle sınırlamak için bir ünite oluşturur. Bu ünitenin uzun süreli acil durum yük devrelerine karşı koruma sağlamadığına dikkat edilmelidir. Yük kısa devre olduğunda, çıkış transistörlerinde güç dağıtılır - yaklaşık 15 W. VD14, VD15 diyotları, çıkış transistörlerini doğrudan piezoelektrik etkinin neden olduğu voltaj darbelerinden korur.

Amplifikatör MLT dirençlerini kullanır; 1 V voltaj için C3, C5, C6, C73 - K17-160 kapasitörleri, C2, C4 - KM-6, C7 - mika; KR544UD2A op-amp, K140UD23A veya K140UD23B ile değiştirilebilir ve KT850B ve KT851B transistörleri sırasıyla 2T882A ve 2T883A ile değiştirilebilir.

Amplifikatörün kurulumu, onu piezoelementin kendi kapasitansına eşit kapasiteye sahip bir kapasitörle yükleyerek başlamalı ve ardından piezoelement tarafından yüklendiğinde çalışma stabilitesini kontrol etmelidir. Açıklanan amplifikatörü test ederken yük, TsTS-0,01 seramiklerinden yapılmış 19 μF iç kapasitansa sahip boru şeklinde bir piezoelektrik elemandı. Yüksek gerilim amplifikatörünün doğrusal bölgedeki frekans bant genişliği 60 kHz'dir. Giriş voltajı adım adım sıfırdan +5 V'a değişip sıfıra düştüğünde çıkış voltajının yükselme hızı 2 V/μs'dir.

Edebiyat

Nikolsky A. A. Piezo kompansatörlü hassas iki kanallı servo elektrikli sürücüler. - M .: Energoatomizdat, 1988.
Horowitz P., Hill W. Devre Tasarımı Sanatı. T. 3. - M.: Mir, 1993.

Yazar: A. Orlov, Noginsk, Moskova bölgesi

Diğer makalelere bakın bölüm Radyo amatör tasarımcısı.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Trafik gürültüsü civcivlerin büyümesini geciktiriyor 06.05.2024

Modern şehirlerde bizi çevreleyen sesler giderek daha keskin hale geliyor. Ancak çok az insan bu gürültünün hayvanlar dünyasını, özellikle de henüz yumurtalarından çıkmamış civcivler gibi hassas canlıları nasıl etkilediğini düşünüyor. Son araştırmalar bu konuya ışık tutuyor ve gelişimleri ve hayatta kalmaları açısından ciddi sonuçlara işaret ediyor. Bilim insanları, baklava sırtlı zebra yavrularının trafik gürültüsüne maruz kalmasının gelişimlerinde ciddi aksamalara yol açabileceğini buldu. Deneyler, gürültü kirliliğinin yumurtadan çıkmalarını önemli ölçüde geciktirebildiğini ve ortaya çıkan civcivlerin sağlığı geliştiren bir dizi sorunla karşı karşıya olduğunu göstermiştir. Araştırmacılar ayrıca gürültü kirliliğinin olumsuz etkilerinin yetişkin kuşlara da yayıldığını buldu. Üreme şansının azalması ve doğurganlığın azalması, trafik gürültüsünün yaban hayatı üzerindeki uzun vadeli etkilerini göstermektedir. Araştırma sonuçları ihtiyacı vurguluyor ... >>

Kablosuz hoparlör Samsung Müzik Çerçevesi HW-LS60D 06.05.2024

Modern ses teknolojisi dünyasında, üreticiler yalnızca kusursuz ses kalitesi için değil, aynı zamanda işlevselliği estetikle birleştirmek için de çabalıyorlar. Bu yöndeki en son yenilikçi adımlardan biri, 60 World of Samsung etkinliğinde tanıtılan yeni Samsung Music Frame HW-LS2024D kablosuz hoparlör sistemidir. Samsung HW-LS60D bir hoparlörden daha fazlasıdır; çerçeve tarzı ses sanatıdır. Dolby Atmos destekli 6 hoparlörlü sistem ve şık fotoğraf çerçevesi tasarımının birleşimi, bu ürünü her türlü iç mekana mükemmel bir katkı haline getiriyor. Yeni Samsung Müzik Çerçevesi, her ses seviyesinde net diyaloglar sunan Uyarlanabilir Ses ve zengin ses üretimi için otomatik oda optimizasyonu gibi gelişmiş teknolojilere sahiptir. Spotify, Tidal Hi-Fi ve Bluetooth 5.2 bağlantılarının yanı sıra akıllı asistan entegrasyonu desteğiyle bu hoparlör, beklentilerinizi karşılamaya hazır ... >>

Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu 05.05.2024

Modern bilim ve teknoloji dünyası hızla gelişiyor ve her gün bize çeşitli alanlarda yeni ufuklar açan yeni yöntem ve teknolojiler ortaya çıkıyor. Bu tür yeniliklerden biri, Alman bilim adamlarının, fotonik alanında önemli ilerlemelere yol açabilecek optik sinyalleri kontrol etmenin yeni bir yolunu geliştirmesidir. Son araştırmalar, Alman bilim adamlarının erimiş silika dalga kılavuzunun içinde ayarlanabilir bir dalga plakası oluşturmasına olanak sağladı. Sıvı kristal katmanın kullanımına dayanan bu yöntem, bir dalga kılavuzundan geçen ışığın polarizasyonunu etkili bir şekilde değiştirmeye olanak tanır. Bu teknolojik atılım, büyük hacimli verileri işleyebilen kompakt ve verimli fotonik cihazların geliştirilmesi için yeni umutlar açıyor. Yeni yöntemle sağlanan elektro-optik polarizasyon kontrolü, yeni bir entegre fotonik cihaz sınıfının temelini oluşturabilir. Bu, büyük fırsatların önünü açıyor ... >>

Arşivden rastgele haberler

Otonom lamba direği 07.08.2009

Hollandalı Philips firmasının tasarım stüdyosu, şehrin elektrik şebekesine bağlanması gerekmeyen bir sokak lambası tasarladı.

Işık direği (bu modele "Işık Çiçeği" denir) tepesinde güneş panelleri ile kaplanmış bir "yaprak" taç taşır. Gün boyunca, taç güneşten sonra dönerek pillerde enerji biriktirir.

Günün bulutlu ve rüzgarlı olduğu ortaya çıkarsa, çırpma teli, rüzgar elektrik jeneratörünün rotoru görevi görecek şekilde döner ve piller tekrar şarj edilir. Geceleri, direğin oturduğu LED'lerin ışığına enerji harcanır. Lambanın yakınında kimse olmadığında parlaklıkları minimuma düşer, ancak yoldan geçen biri görünürse LED'ler daha parlak yanıp söner.

Fikrin yazarlarına göre, bu tür lambalar beş yıl içinde Avrupa şehirlerinin sokaklarında görünebilir.

Diğer ilginç haberler:

▪ Yeni çalışırken değiştirilebilir denetleyici

▪ Gelişmiş sürücü sesli yardımcısı

▪ 1200 km/s'de vakumlu yol

▪ Pil kapasitesi 10 kat arttı

▪ Alternatif enerji keskin bir şekilde düştü

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ site bölümü Frekans sentezleyicileri. Makale seçimi

▪ makale Hayali hasta. Popüler ifade

▪ Dengeyi Nasıl Koruruz? ayrıntılı cevap

▪ makale rektörlük müfettişi. İş tanımı

▪ makale Metallerin boyanması. Basit tarifler ve ipuçları

▪ Figaro Regülatörü makalesi. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Bu makaleye yorumunuzu bırakın:

Bu sayfanın tüm dilleri

Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri