Xem mẫu
- Ch-¬ng 4: C¸c phÊn tö trong hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn
vßng kÝn. (8 tiÕt)
4.1 KhuÕch ®¹i thuËt to¸n (K§TT)
4.1.1. Giíi thiÖu vÒ K§TT
KhuÕch ®¹i thuËt to¸n lµ phÇn tö c¬ b¶n ®Ó x©y dùng m¹ch ®iÒu khiÓn
t-¬ng tù. ThuËt to¸n khuÕch ®¹i thuËt to¸n cã nghÜa lµ nhê m¹ch khuÕch ®¹i
nµy mµ ta cã thÓ t¹o ®-îc c¸c thuËt to¸n ®iÒu khiÓn kh¸c nhau
S¬ ®å nguyªn lÝ vµ s¬ ®åthay thÕ cña K§TT giíi thiÖu trªn h×nh 41.1.
K§TT cã hai ®Çu vµo: ®Çu vµo ®¶o (-) tÝn hiÖu ra tr¸i dÊu víi tÝn hiÖu vµo
om
®Çu vµo kh«ng ®¶o (+) tÝn hiÖu ra ®ång dÊu víi tÝn hiÖu vµo, mét ®Çu ra.
+ +
.c
- §Çu ra K §Çu ra
§Çu vµo + §Çu vµoZV
ng
Zr
- co
-
H×nh 4.1 KÝ hiÖu vµ s¬ ®å thay thÕ K§TT
an
4.1.2. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña K§TT
th
§iÖn ¸p nguån cÊp 5 18 V (TrÞ sè nµy chØ cho gÇn ®óng cho ®a sè c¸c
lo¹i K§TT, chi tiÕt ph¶i tra b¶ng th«ng sè K§TT)
ng
Dßng ®iÖn ra IR 3 mA
o
C«ng suÊt tiªu thô P 60 mW
du
Vïng nhiÖt ®é lµm viÖc -55OC 125OC
u
TÇn sè lµm viÖc cùc ®¹i kho¶ng hµng kHz
cu
HÖ sè khuÕch ®¹i K = 105 - 107
§iÖn trë ®Çu vµo ZV 1M
§iÖn trë ®Çu ra ZR 100
§é mÊt ®èi xøng ®iÖn ¸p vµo (OFFSET) 1mV
§é mÊt ®èi xøng dßng ®iÖn vµo (OFFSET) 10-8 A
Dßng ®iÖn tÜnh ®Çu vµo (Biascurrent) 10-7 A
§é tr«i ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn theo nhiÖt ®é 10-8 V/OK, 10-10 A/OK
du
Tèc ®é t¨ng ®iÖn ¸p
dt
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 4.1.3. Hµm truyÒn cña K§TT
1. KhuÕch ®¹i ®¶o dÊu
S¬ ®å khuÕch ®¹i ®¶o ®-îc vÏ trªn h×nh 4.2
Z2 i2
Z1 i iV
1
Z0 i0
uV ZV
u0
it
u1
om
Zt u2
u3 Z3
.c
H×nh 4.2 M¹ch khuÕch ®¹i ®¶o
Tõ s¬ ®å thay thÕ h×nh 41.2 ta cã c¸c ph-¬ng tr×nh c¬ b¶n nh- sau:
ng
co
i1 + i2 - iV = 0
(4.1)
an
i1 =(u1 - uV - u3)/Z1
i2 =(u2 - uV - u3)/Z2
th
iV = uV /iV
ng
§èi víi ®Çu ra ta cã
o
uo = -A uV
du
i0 = i2 + it
(4.2)
it = u2 / Zt
u
cu
i0 = (u0 - u2)/ ZR
Gi¶i hai ph-¬ng tr×nh (4.1), (4.2) ta cã:
u 2
1 1
.
u1 Z1 1 B 1 Z 1 Z 1
3 3
1 1
Z 2
K Z 2
Z V
Z1 Z V
Z V
1 1 1
Z 2
Z t
Z 0
B
1 1 Z 3
(1 )
Z 0
A .Z 2
Z V
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Gi¶ thiÕt gÇn ®óng Z0 = 0, Z0 < Zt, Z0 < Z2 vµ A ta cã:
KK§ = u2/u1 = -Z2/Z1
2. KhuÕch ®¹i kh«ng ®¶o
Z2 i2
Z1 i1 iV
om
Z0 i0
uV
Z3 i
.c
3
it
i4 u2
u1 Zt
ng
Z4 co
an
H×nh 4.3 M¹ch khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o
B»ng c¸ch gi¶i t-¬ng tù nh- trªn chóng ta cã:
th
KK§ = u2/u1 = (Z4/(Z3 +Z4)].[(Z1 + Z2)/Z1]
ng
3. KhuÕch ®¹i vi sai
o
S¬ ®å m¹ch khuÕh ®¹i vi sai vÏ trªn h×nh 4.4.
du
Z2 i2
u
Z1 i1 iV
cu
Z0 i0
uV
u1A Z3 i
3
it
i4
u1B Zt u2
Z4
H×nh 4.4 M¹ch khuÕch ®¹i vi sai
TÝn hiÖu ra ®-îc tÝnh:
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Z 2
Z1 Z 2
Z 4
u 2
.u 1A . .u 1B
Z1 Z1 Z 3
Z 4
4.1.5. C¸c m¹ch c¬ b¶n cña K§TT
- Bé céng tÝn hiÖu.
Trªn h×nh 42.1 giíi thiÖu mét s¬ ®å nguyªn lÝ bé céng tÝn hiÖu
Rht
R1
om
U1
- UR
R2
U2 +
.c
Rn
Un
ng
co
an
H×nh 42.1 S¬ ®å nguyªn lÝ m¹ch céng tÝn hiÖu
th
§iÖn ¸p ra cña bé c«ng nµy ®-îc tÝnh:
ng
U 1
U 2
U n
o
uR R ht
....
R1 R R
du
2 n
u
NÕu chän R1 = R2 =.... Rn = Rht, ta cã ®iÖn ¸p ra lµ tæng c¸c ®iÖn ¸p vµo
Rht
cu
U2 = - (U11 + U12 + .....U1n)
R1
U1 -
R2 UR
- M¹ch céng kh«ng ®¶o U2 +
S¬ ®å m¹ch céng kh«ng ®¶o cho trªn R0
Rn
h×nh ck®. §iÖn ¸p ®Çu ra cña bé céng nµy Un
®-îc tÝnh:
R 0
R ht
1 U 1
U 2
U n
uR . . ....
R 1 1 1 R1 R R
0 2 n
....
R1 R 2
R n
NÕu chän R1 = R2 = .....= Rn = R th×
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Rht
n
R R
U
0 ht
U R1
R
n .R
i
U1 UR
0 i 1
-
U2 R2
+
- M¹ch trõ R3
S¬ ®å m¹ch trõ ®-îc vÏ trªn h×nh mt
§iÖn ¸p ra ®-îc tÝnh: H×nh mt. S¬ ®å m¹ch trõ
R3 R1 R ht
R ht
U R
U 2
U 1
R1 R 2
R3 R1
om
- M¹ch tÝch ph©n.
.c
M¹ch tÝch ph©n lµ mét m¹ng bèn cùc (h×nh tpa), trong ®ã tÝn hiÖu ra tØ
lÖ víi tÝch ph©n tÝn hiÖu vµo M¹ch
ng
UV UR
t
tÝch ph©n
U U dt
R V
co
0
a)
Ng-êi ta cã thÕ dïng K§TT ®Ó lµm C
an
m¹ch tÝch ph©n nh- trªn h×nh tpb. §iÖn ¸p
UV R
ra trong tr-êng hîp nµy ®-îc tÝnh:
th
- UR
1
t
1
t
+
ng
U R
U V
dt U V
dt
RC 0
T 0
o
Khi muèn céng hoÆc trõ c¸c tÝch
du
ph©n, ng-êi ta dïng m¹ch tÝch ph©n tæng b)
vµ tÝch ph©n hiÖu nh- trªn h×nh tp2. C¸c H×nh tp. M¹ch tÝch ph©n; a. s¬ ®å
u
tÝch ph©n tæng vµ hiÖu cho ta ®Çu ra: khèi; b. m¹ch tÝch ph©n b»ng K§TT
cu
Víi m¹ch tÝch ph©n tæng:
t
U 1
U 2
U n
U R
.... dt
0
R1 R 2
R n
Víi m¹ch tÝch ph©n hiÖu:
t
1
U R
U 2
U 1 dt
RC 0
- M¹ch vi ph©n
M¹ch vi ph©n lµ mét m¹ng bèn cùc (h×nh vp1a), trong ®ã tÝn hiÖu ra tØ lÖ
víi vi ph©n tÝn hiÖu vµo
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- dU V
U R
k
dt
S¬ ®è m¹ch vi ph©n dïng K§TT ®-îc vÏ trªn h×nh vp1b. TÝn hiÖu ra cña
m¹ch tÝch ph©n ®-îc tÝnh:
dU dU
U R
RC
V
T
V
C
dt dt
UV R
- UR
UV M¹ch UR +
vi ph©n
a)
om
H×nh vp1. M¹ch vi ph©n; a. s¬ ®å b)
.c
khèi; b. m¹ch vi ph©n b»ng K§TT
ng
- M¹ch t¹o xung ch÷ nhËt.
T¹o ®iÖn ¸p d¹ng xung ch÷ nhËt vµ sãng tam gi¸c rÊt th-êng gÆp trong
co
c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn tù ®éng. H×nh xcn1 giíi thiÖu mét sè m¹ch d¹ng nµy.
an
§iÖn ¸p sãng vu«ng vµ tam gi¸c c©n cã thÓ ®-îc t¹o bëi mét dao ®éng
®a hµi b»ng khuÕch ®¹i thuËt to¸n (K§TT) nh- h×nh xcn1 a
th
R R2
ng
R1 R3 C
V- A1
V+ + R
o
V+ +
du
1
A1 -A
_ -
2
C V +
R2
u
cu
a) b)
H×nh xcn1 mét sè m¹ch t¹o xung ch÷ nhËt b»ng K§TT
S¬ ®å dao ®éng ®a hµi b»ng K§TT A cã hai ®-êng håi tiÕp. Håi tiÕp ©m
vÒ V b»ng m¹ch RC, håi tiÕp d-¬ng vÒ V+ b»ng m¹ch chia ¸p R1, R2. Ho¹t
-
®éng cña s¬ ®å h×nh xcn1 a cã thÓ gi¶i thÝch nh- sau:
Gi¶ sö ®iÖn ¸p ra cña A1 ®ang d-¬ng nhê håi tiÕp d-¬ng mµ ®iÖn ¸p ra
b»ng Ucc vµ kh«ng ®æi, lóc ®ã ®iÖn ¸p vµo cæng "+" cã trÞ sè:
R 2
U V
U CC
R 1
R 2
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- §iÖn ¸p vµo cæng "-" lµ ®iÖn ¸p n¹p tô, ®iÖn ¸p n¹p tô t¨ng dÇn ®Õn khi
V+ = V-, t¹i t1 ®Çu ra lËt tr¹ng th¸i tõ d-¬ng xuèng ©m, ®iÖn ¸p V + ®æi dÊu tõ
d-¬ng xuèng ©m, ®iÖn ¸p trªn tô ®æi chiÒu n¹p tô.
Chu k× dao ®éng cña m¹ch ®-îc x¸c ®Þnh:
2 .R 1
T 2 . R . C . ln 1
R2
TÇn sè xung: 1
f
T
Tr-êng hîp ®Æc biÖt R1 = 2R2 = R ta cã:
om
T = 2.R.C.ln 2 = 2.R.C.0,69
R1 = R2 = R T = 2.R.C.ln 3 = 2.R.C.1,1 = 2,2. R.C
.c
T¹o sãng vu«ng vµ tam gi¸c b»ng tÝch ph©n sãng vu«ng.
ng
M¹ch t¹o ®iÖn ¸p tam gi¸c còng cã thÓ nhËn ®-îc tõ bé tÝch ph©n xung
vu«ng nh- h×nh xcn1b. Xung vu«ng cã thÓ t¹o b»ng nhiÒu c¸ch kh¸c nhau.
co
TÝch ph©n xung nµy chÝnh lµ qu¸ tr×nh n¹p, x¶ tô. NÕu ®iÖn ¸p vµo kh©u tÝch
ph©n kh«ng ®èi xøng cã thÓ xuÊt hiÖn sai sè ®¸ng kÓ.
an
§iÖn ¸p tùa trªn h×nh xcn1b mang tÝnh phi tuyÕn cao. §iÖn ¸p tùa cã thÓ
th
nhËn ®-îc tuyÕn tÝnh h¬n nÕu sö dông s¬ ®å h×nh xcnb. KhuÕch ®¹i A 1 cã
håi tiÕp d-¬ng b»ng ®iÖn trë R1, ®Çu ra cã trÞ sè ®iÖn ¸p nguån vµ dÊu phô
ng
thuéc hiÖu ®iÖn ¸p hai cæng V+, V-.
§Çu vµo V+ cã hai tÝn hiÖu, mét tÝn hiÖu kh«ng ®æi lÊy tõ ®Çu ra cña A1,
o
mét tÝn hiÖu biÕn thiªn lÊy tõ ®Çu ra cña A2. §iÖn ¸p chuÈn so s¸nh ®Ó quyÕt
du
®Þnh ®æi dÊu ®iÖn ¸p ra cña A1 lµ trung tÝnh vµo V-. Gi¶ sö ®Çu ra cña A1
d-¬ng UA1 > 0, khuÕch ®¹i A2 tÝch ph©n ®¶o dÊu cho ®iÖn ¸p cã s-ên ®i
u
xuèng cña ®iÖn ¸p tùa. §iÖn ¸p vµo V+ lÊy tõ R1 vµ R2, hai ®iÖn ¸p nµy tr¸i
cu
dÊu nhau. §iÖn ¸p vµo qua R2 biÕn thiªn theo ®-êng n¹p tô, cßn ®iÖn ¸p vµo
qua R1 kh«ng ®æi, tíi khi nµo UV+ = 0 ®Çu ra cña A1 ®æi dÊu thµnh ©m. Chu
k× ®iÖn ¸p ra cña A1 cø lu©n phiªn ®æi dÊu nh- vËy cho ta ®iÖn ¸p ra sãng
vu«ng t¹i ®Çu ra A1 vµ tam gi¸c c©n t¹i ®Çu ra A2.
TÇn sè cña ®iÖn ¸p tùa ®-îc tÝnh:
1
f
R2
(2.24)
4 . R 3 .C .
R1
B»ng c¸ch chän c¸c trÞ sè cña ®iÖn trë vµ tô ®iÖn ta cã ®-îc ®iÖn ¸p tùa cã
tÇn sè nh- mong muèn.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 4.1.4. Mét sè s¬ ®å m¹ch phô kh¸c
M¹ch b¶o vÖ
Cã ba lo¹i m¹ch b¶o vÖ th-êng ®-îc m¾c vµo m¹ch K§TT nh- vÏ trªn
h×nh 4.5.
B¶o vÖ ®Çu vµo dïng hai ®ièt m¾c ë hai ®Çu vµo.
B¶o vÖ m¾c sai nguån dïng hai ®ièt m¾c ë hai ®Çu nguån cÊp.
B¶o vÖ qu¸ t¶i nèi ®iÖn trë ®Çu ra.
-
om
+
.c
ng
H×nh 4.5 M¹ch b¶o vÖ K§TT
co
M¹ch bï ®é mÊt ®èi xøng ®iÖn ¸p
PhÇn lín c¸c lo¹i K§TT ®-îc cÊp bëi hai nguån ®èi xøng. Tr-êng hîp
an
nguån bÞ mÊt ®èi xøng cã thÓ g©y sai sè trong m¹ch, do ®ã ng-êi ta dïng
th
m¹ch bï ®é mÊt ®èi xøng ®iÖn ¸p h×nh 41.6 nh»m gi¶m thiÓu nh÷ng sai sãt
kh«ng ®¸ng cã,
ng
M¹ch bï tÇn sè h×nh 41.7
o
du
-
+
u
cu
H×nh 41.7 M¹ch bï mÊt ®èi xøng ®iÖn ¸p
4.2 C¸c bé ®iÒu chØnh.
NhiÖm vô c¸c bé ®iÒu chØnh:
KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu sai lÖch nhá.
T¹o hµm ®iÒu khiÓn ®Ó ®¶m b¶o chÊt l-îng tÜnh vµ ®éng.
1. §iÒu chØnh tØ lÖ
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- U2 = K. U
-
+
U
U 2
U 2
R 2
F (p ) K
U d
U 1
U R 1
om
2. Hµm chøc n¨ng
I2
.c
Yht(p)
U® I®
Y®(p) IV
ng
-
+
U1 I1
co
Y1(p) U2
an
th
ng
s¬ ®å h×nh 43.2 cã c¸c quan hÖ:
o
I® + I2 + I1 = IV ~ 0
du
I® = Y® (p).U®
I2 = Yht (p).U2
u
cu
I1 = Y1 (p).U1
Y® (p).U® + Yht (p).U2 + Y1 (p).U1 = 0
Yd p Y1 p
U 2
U d
.U 1
(43.1)
Y ht p Yd p
Hai ®iÖn ¸p U® vµ U1 tr¸i dÊu.
Bé ®iÒu chØnh tÝch ph©n
C
X R U2
- Y
+
t
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Thay vµo biÓu thøc 43.1víi gi¸ trÞ U® = UV; U1 = 0 ta cã:
YV p
U 2
U V
Y ht p
Tõ ®ã ta cã hµm truyÒn
K 1
Y .X ; K
p R .C
om
Hµm truyÒn cña kh©u tÝch ph©n tØ lÖ.
C R2
.c
R1
-
U2
ng
+
UV U2 co t
an
Thay vµo biÓu thøc 43.1 víi
th
1
ng
Y V (p )
R
o
1 C .p
Y ht
du
1 R 2 C .p 1
R 2
C .p
u
ta cã:
cu
U 2
R 2
R 2 C .p 1 Tp 1
. K.
U V
R 1
R 2 C .p Tp
D-íi ®©y giíi thiÖu hµm truyÒn mét sè kh©u hiÖu chØnh ®iÓn h×nh
Hµm truyÒn mét sè kh©u hiÖu chØnh
C
X R
- Y K 1
Y .X ; K
+ p R .C
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- R
C
R K R 2
X - Y Y .X ; K ; T R 2
.C
1 Tp R 1
+
om
.c
C R
R
K. 1 Tp 1
ng
X - Y Y .X ; K ; T R 1 .C
+ co X R 1 .C
an
th
R
ng
C
X - Y
o
Y K .p .X ; K R .C
+
du
u
cu
R2
R1 C
X - Kp
Y Y .X ; K R 2
.C ; T R 1 .C
+ 1 Tp
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- R2
X C
- R
Y Y K. 1 Tp . X ; K
2
; T R 1 .C
R1 + R 1
om
.c
C2
R2 1 T 1 .p
ng
Y K .X ;
X C 1 T2p
- Y
co
R1 R
+ K
2
; T R 1 .C 1 ; T 2 R .C
2 2
R 1
an
th
ng
C2
o
R2 1 T 1 .p
du
X R1 C Y K .X ;
1 T1p 1 T2p
- Y
+ K R .C 1 ; T R 1 .C 1 ; T 2 R .C
u
2 2 2
cu
C2
R2
R1 R1 1 T 1 .p
X Y Y K .X ;
-
+ 1 T1p . 1 T2p
C
R 2
R 1 .C 1
K ; T ; T2 R 2
.C 2
2 .R 1
2
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- C2
R1 R1
X Y K R
- Y .X ; K
2
; T R 1 .C 1 ;
+ 1 T 2 p .p 2 . R 1 .C
C
om
.c
ng
C2
C2 R2
R2
co
R1 K. 1 T 1 .p
X R1 Y K .X ;
- Y
an
1 T2p . 1 T3p
C1 +
R 3
th
K ; T R 1 .C 1 ; T 2 2 . R 1 .C 1 ; T 3 R 3
.C 3
2 .R 1
o ng
du
u
cu
-
+
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Hµm truyÒn mét sè kh©u hiÖu chØnh
TT Kh©u S¬ ®å Hµm truyÒn
hiÖu
chØnh
1 C
X R -
Y Y
K
.X ; K
1
+
p R .C
2 R2
om
C Y
K
.X ;
R1 1 Tp
X - Y
.c
+ R 2
K ; T R 2 .C
R1
ng
3 R2
C co K.1 Tp
R1 Y .X ;
X - Y X
+ 1
an
K ; T R 1 .C
R 1 .C
th
4 R
ng
C
X - Y Y K .p .X ; K R .C
o
+
du
u
5 R2
R1 C
cu
X - Kp
Y Y .X ;
+ 1 Tp
K R 2 .C ; T R 1 .C
6 R2
X C
- Y Y K.1 Tp . X ;
R1 + R 2
K ; T R 1 .C
R1
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 7 C2
R2 1 T 1 .p
Y K .X ;
X C1 1 T2p
- Y
R1 + R 2
K ; T R 1 .C 1 ; T 2 R 2
.C 2
R 1
8 C
2R
X R C 2
1
1
- Y Y K
1 T1 p 1 T2p
.X ;
+
om
K R 2 .R 1 ; T R 1 .C 1 ; T 2 R 2 .C 2
.c
9 C2
R2 Y K
1
.X ;
ng
R1 R1 1 T1 p . 1 T2p
X - Y R R 1 .C 1
+
co
K
2
; T ; T2 R 2 .C 2
C1 2 .R 1 2
an
10 C2
th
K
R1 Y .X ;
X R1 1 T 2 p .p
- Y
ng
+ R 2
C1 K
2 . R 1 .C
; T R 1 .C 1 .
o
du
11 C3 K.1 T1 .p
u
Y K .X ;
C2 R2 R3
cu
1 T2p . 1 T3p
X R1 R1 K
R 3
; T R 1 .C 1 ;
- Y 2 .R 1
+
C1 T2 2 . R 1 .C 1 ; T 3 R 3 .C 3
12
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- M¹ch PID
S¬ ®å khèi tæng qu¸t cña c¸c kh©u hiÖu chØnh PID
P
UV UV
I
om
.c
D
ng
co
TÝn hiÖu ®Çu ra ®-îc tÝnh
an
dU V
U ra
K p
U V
K I
U V
dt K D
dt
th
Hµm truyÒn ®-îc viÕt:
ng
K I
U ra
p K p
K D
.p U V
p
o
p
du
2
U p K D
p K p
.p K i
ra
u
U V
p p
cu
ViÕt l¹i biÓu thøc hµm truyÒn
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 2
A 1p A 2
.p 1
W p
p
K D
A 1
K I
K p
A 2
K I
1
K I
S¬ ®å vÝ dô
om
R2
.c
R1
- P R5
+
ng
co
C1 R8
UV R3
R6
an
- I
- Ura
+
th
+
ng
R4
C2
D R7
o
-
du
+
u
cu
4.3. M¹ch phi tuyÕn dïng K§TT
C¸c kh©u phi tuyÕn dïng ®Î giíi h¹n vïng t¸c ®éng cña mét sè th«ng sè
trong m¹ch ®iÒu khiÓn tù ®éng rÊt th-êng dïng. VÝ dô cÇn giíi h¹n dßng
®iÖn khi khëi ®éng ®éng c¬. Chóng cã thÓ ®-îc dïng ®Ó t¹o hµm phi tuyÕn.
Nh÷ng hµm phi tuyÕn nµy ®-îc t¹o b»ng viÖc tuyÕn tÝnh hãa tõng ®o¹n ®Æc
tÝnh theo nguyªn t¾c:
n
y y0 ax bi x x 0i (pt - 1)
i 1
Trong ®ã: bi = 0 khi x x0i;
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- bi = const khi x> x0i.
VÝ dô cã mét ®-êng cong phi tuyÕn trªn h×nh pt1, nã cã thÓ ®-îc tuyÕn
tÝnh hãa thµnh bèn ®o¹n. TÝn hiÖu vËt lÝ x, y ®-îc ®æi thµnh tÝn hiÖu ®iÖn U x,
Uy. Ph-¬ng tr×nh ®-êng cong tuyÕn tÝnh hãa cã thÓ viÕt:
3
U y
U 0
k 0U x
ki U x
U 0i
(pt - 2)
i 1
Trong ®ã: ki = 0 khi Ux Uxi;
ki = ki khi Ux > Uxi
Tõ ph-¬ng tr×nh (pt - 2) thÊy r»ng ®-êng cong lµ tæng cña 5 ®iÖn ¸p. S¬
om
®å m¹ch thùc hiÖn biÓu thøc trªn ®-îc vÏ trªn h×nh pt2. Sè h¹ng thø nhÊt cña
biÓu thøc (pt - 2) lµ U0 cã mét gi¸ trÞ ra U0 khi gi¸ trÞ vµo Ux = 0 vµo. Sè h¹ng
.c
thø hai lµ mét tÝn hiÖu ®iÖn ¸p biÕn thiªn tuyÕn tÝnh, chõng nµo ®iÖn ¸p vµo
cßn nhá h¬n Ux1 ®Çu ra cßn biÕn thiªn tuyÕn tÝnh. Khi ®Çu vµo lín h¬n U x1
®-êng cong thµnh phi tuyÕn, sau khi tuyÕn tÝnh hãa, cã thµnh phÇn lµ sè
ng
h¹ng thø 3, nã tû lÖ víi hiÖu Ux - Ux1 víi hÖ sè khuÕch ®¹i k1. NÕu kh«ng cã
co
sè h¹ng nµy trong ®o¹n Ux1 Ux2 tÝn hiÖu ra biÕn thiªn theo ®-êng th¼ng
nèi dµi nÐt ®øt (h×nh pt1). Khi tÝn hiÖu vµo lín h¬n Ux2 xuÊt hiÖn thªm sè
an
h¹ng thø 4 tû lÖ víi hiÖu Ux Ux2 . TÝn hiÖu vµo tiÕp tôc t¨ng kh©u phi
tuyÕn thø ba ho¹t ®éng tû lÖ víi Ux Ux3.
th
Nh- vËy tæng 5 (h×nh pt2) cã n¨m ®Çu vµo mçi ®Çu vµo ®-îc t¹o hµm
mét ®o¹n ®Æc tÝnh t-¬ng øng víi tÝn hiÖu ®Çu vµo.
o ng
U0
du
1
u
2
cu
5 Uy
Ux
3
4
H×nh pt1. TuyÕn tÝnh hãa ®-êng cong H×nh pt2. S¬ ®å khèi m¹ch tuyÕn tÝnh
phi tuyÕn hãa ®-êng cong phi tuyÕn
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- om
D-íi ®©y giíi tiÖu mét sè m¹ch t¹o hµm phi tuyÕn ë trªn.
R1 R0
UV R2
UR UR
.c
VR2 UV -
R2 UR R1 +
Ung
Ung
ng
UV
-UN
VR1 Ung
co
a)
D R
R1 UR
an
UV R
- UR UV
VR2
th
R2 + Ung
Ung
ng
-UN
VR1
b)
o
du
R0 R1 D
UR
UV R0
VR2
u
- R2 U UV
ng UR
cu
+
-UN
VR1
c)
D R UR
R R1
R
R - UR UV
UV - VR2
R2 +
+ Ung
-UN
VR1
d)
H×nh pt3 M¹ch t¹o ®Æc tÝnh phi tuyÕn
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- M¹ch t¹o ®Æc tÝnh phi tuyÕn h×nh pt3a cho ®Æc tÝnh víi ®iÖn ¸p ra chØ cã
khi ®iÖn ¸p vµo trªn ng-ìng. Th-êng trong m¹ch nµy chän R1 = R2 ®iÖn ¸p ra
sÏ cã khi ®iÖn ¸p anod cña diod D lín h¬n U ng. NÕu UA < Ung diod khãa. §é
ngiªng cña ®Æc tÝnh ra phô thuéc viÖc ®iÒu chØnh biÕn trë VR 2 (hÖ sè ki). §Æc
tÝnh nµy còng cã thÓ ®-îc t¹o bëi m¹ch K§TT (h×nh pt3a). C¸c m¹ch h×nh
pt3 cho ta ®Æc tÝnh n»m ë gãc phÇn t- thø nhÊt. Muèn cã c¸c ®Æc tÝnh n»m ë
c¸c gãc phÇn t- thø hai, ba t- chØ cÇn thªm c¸c kh©u ®¶o dÊu vµo hay ra, nh-
chØ ra trªn h×nh pt3b, c, d.
T¹o vïng kh«ng t¸c ®éng
om
§èi víi c¸c hÖ thèng tù ®éng th-êng ph¶i chØnh ®Þnh nh÷ng vïng kh«ng
t¸c ®éng. H×nh pt4 vÏ m¹ch t¹o vïng kh«ng t¸c ®éng cña tÝn hiÖu vµo. Khi
tÝn hiÖu vµo d-¬ng, D1 sÏ dÉn, ®iÖn ¸p ra cßn b»ng 0 khi ®iÖn ¸p vµo nhá h¬n
.c
®iÖn ¸p anod cña D1 (®-îc chØnh bëi VR1). §é dèc cña ®-êng ®¹c tÝnh phô
ng
R
thuéc hÖ sè khuÕch ®¹i cña K§TT 0
. Diod D2 dÉn theo chiÒu ©m ®iÖn ¸p
R1 co
vµo. S¬ ®å nµy ccho phÐp hiÖu chØnh vïng kh«ng t¸c ®éng ®èi xøng hay
kh«ng ®èi xøng. Tuy nhiªn ®é nghiªng ®Æc tÝnh kh«ng ®æi.
an
-UN
th
R0
VR1 D1 UR
UV R1
ng
D2 - UR UV
+
VR2
o
du
+UN
a) b)
H×nh pt4 T¹o vïng kh«ng ho¹t ®éng
u
cu
T¹o ®Æc tÝnh b·o hßa
§Ó t¹o ®Æc tÝnh b·o hßa dïng s¬ ®å h×nh pt5a, b. C¸c biÕn trëVR 1, VR2
®Æt ®iÖn ¸p khãa cho c¸c diod D1, D2. NÕu ®iÖn ¸p ra cña K§TT cßn nhá h¬n
®iÖn ¸p chØnh ®Þnh cña c¸c diod s¬ ®å lµm viÖc víi khuÕch ®¹i tuyÕn tÝnh.
NÕu ®iÖn ¸p ra K§TT d-¬ng vµ v-ît qu¸ ng-ìng chØnh cña VR1 diod D1 dÉn,
h×nh thµnh m¹ch nèi t¾t R0. DiÖn ¸p ra gi÷ ®iÖn ¸p b»ng ®iÖn ¸p ®· chØnh cña
VR1. §iÖn ¸p vµo tiÕp tôc t¨ng lªn, ®iÖn ¸p ra gi÷ nguyªn kh«ng ®æi (mh-
hinbhf pt5c). C¸ch gi¶i thÝch t-¬ng tù cho tr-êng hîp ®iÖn ¸p ra ©m.
C¸ch t¹o ®Æc tÝnh nh- trªn cã thÓ thùc hiÖn ®-îc b»ng diod æn ¸p nh-
trªn h×nh pt5b.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
nguon tai.lieu . vn
