Усилитель ошибки что это
Компаратор и усилитель сигнала ошибки в ИИП
Этот блок стабилизирующих схем и систем имеет много названий и несколько режимов работы. В технической литературе по сервосистемам, линейным стабилизаторам и ИИП, Вы найдете такие названия как усилитель сигнала ошибки, усилитель сигнала рассогласования, усилитель считывания, чувствительный элемент, компаратор, дифференциальный усилитель, и суммирующий усилитель. Все эти термины необязательно синонимы; они предполагают разные режимы работы схемы, но имеют общий признак независимо от того, как названы. Функциональное назначение всех этих схем состоит в формировании выходных сигналов, характеризующих различие между входными условиями «слишком высокий уровень» и «слишком низкий уровень». Поскольку эти условия имеют отношение к выходному стабилизируемому напряжению источника, то информация, содержащаяся в реакции компаратора (или того, что его заменяет) может использоваться для исправления самого отклонения, вызвавшего сигнал рассогласования. Коррекция в линейном стабилизаторе осуществляется с помощью проходного транзистора, действующего как реостат. В ИИП коррекция напряжения является результатом соответствующего изменения рабочего цикла в процессе переключения.
В некоторых ИИП, компаратор очень похож на те, которые использовались в линейных стабилизаторах; это может быть один транзистор, дифференциальная пара транзисторов, сложная схема из дискретных компонент, операционный усилитель или интегральная схема, специально предназначенная для этой цели. Примеры различных компараторов приведены на рис. 14.9.
Рис. 14.9. Упрощенные схемы компараторов напряжения, работающих без насыщения. В схемах с операционным усилителем (рис. С и D), конденсатор, включенный параллельно резистору /?2, используется для уменьшения усиления на высокой частоте, обеспечивая тем самым запас устойчивости по фазе и коэффициенту усиления. Сопротивление резистора ЯЪ должно быть равным параллельному сопротивлению резисторов R\ и R2 для получения оптимальной температурной стабильности.
Рис. 14.9. Продолжение.
Применение интегральных схем в качестве компараторов облегчает сложные задачи проектирования и производства. Используя ИС, можно аккуратно обойти другие проблемы, связанные с разбалансом, сдвигом уровня, результирующим температурным коэффициентом и допустимыми отклонениями от номинальных значений. Реальная компоновка должна соответствовать требованиям, накладываемым высокими частотами и большим коэффициентом усиления. Было накоплено много доказательств, подтверждающих повышение надежности при использовании этих схем по сравнению с использованием дискретных компонент. Даже недорогой операционный усилитель 741 очень часто может дать превосходные результаты.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
В качестве усилителя ошибки используется операционный усилитель, сравнивающий регулируемую долю выхода с прецизионным эталонным источником 5 В. Остальные компоненты выполняют более тонкую, но необходимую работу. Эта схема является исключением из общего правила, которое гласит, что транзисторные схемы не представляют электрической опасности. [7]
В качестве усилителя ошибки применен полупроводниковый усилитель, выходной сигнал которого управляет широтным модулятором. [9]
Выходной сигнал усилителя ошибки по напряжению при рассмотриваемом методе управляет мощностью, доставляемой в нагрузку корректора. [10]
В этот момент усилитель ошибки прекращает питать базу транзистора VT1 и нерегулируемое входное напряжение отключается. Энергия, запасенная в катушке индуктивности L1, служит причиной возникновения импульса напряжения Ux, имеющего отрицательную полярность. Этот импульс поглощается открытым демпфирующим диодом VDI. Ток индуктивности 1C подается в нагрузку. Когда ток в катушке индуктивности станет ниже уровня тока нагрузки, конденсатор С1 начнет разряжаться и выходное напряжение ( а следовательно, и напряжение на инвертирующем входе усилителя ошибки) уменьшится. [12]
Дг поступает на усилитель ошибки У3 и далее в фазочувст-вительный детектор ФД, усилитель мощности У, питающий серводвигатель Дв. Последний через самотормозящуюся передачу обеспечивает вращение коронного колеса, компенсируя дополнительные ( из-за погрешностей кинематической цепи) повороты сателлита. [13]
Усилитель ошибки что это
Описание принципа работы блока питания формата АТХ
Главное назначение усилителей ошибки – измерение отклонение выходного напряжения и тока нагрузки с целью поддержания напряжения на выходе источника питания на постоянном уровне. В режиме стабилизации модуляция длительности величины выходных управляющих импульсов осуществляется сигналами усилителей ошибок, входное напряжение которых может изменяться в пределах от 0,5 до 3,5 В Оба усилителя могут работать в одинаковых режимах. Входы усилителя соединены с не инвертирующим входом ШИМ-компаратора. Такая архитектура микросхемы (с управлением по цепи обратной связи) позволяет поддерживать напряжение на выходе источника питания с минимальным отклонением. В двухтактном режиме вход управления выходными каскадами (вывод 13) подключается к источнику опорного напряжения (вывод 14), который в рабочем режиме формирует напряжение +5 В. с максимальным током нагрузки 10 мА. Назначение этого источника – питание внешних по отношению к микросхеме цепей.
На выходе компаратора «паузы» формируется импульс расположенной полярности, если времязадающий конденсатор Ст разряжен. Импульс поступает на синхронизирующий вход D-триггера и на выходы элементов ИЛИ-НЕ выходного драйвера, закрывая выходные транзисторы. В двухтактной режиме, когда вход управления выходными каскадами (вывод 14), транзисторы выходного каскада управляются противофазно. В этом случае частота переключения каждого транзистора равна половине частоты генератора, а ток, протекающий через каждый выходной транзистор, не превышает величины 200 мА.
На импульсный трансформатор поступают высокочастотные импульсы. Когда на обмотку трансформатора поступают импульсы трансформатор накапливает энергию и когда на первичной обмотке импульсы доходят нулевого потенциала тогда происходит перекачка энергии во вторичные цепи.
Выпрямители импульсного напряжения.
Ввыпрямители импульсного напряжения вторичных источников питания используют типовую двухполупериудную схему выпрямления со средней точкой, обеспечивающую необходимый коэфициент пульсаций.
Стабилизатор напряжения 3,3В выполнен на регулирующем транзисторе Q10 ишунтовом стабилизаторе параллельного типа IC7. Выходное напряжение в небольших пределах устанавливается потенциометром VR3.
Для снижения уровня помех,излучаемых импульсными выпрямителями в электрическую сеть, параллельно вторичным обмоткам трансформатора Т4 включён резестивно-емкостной фильтр R6, С9.
Схема терморегулирования предназначена для поддержания температурного режима в нутри корпуса ПК. Температура внутри корпуса поддерживается постоянным регулированинем скорости вращения вентилятора, максимальная скорость вращения которого составляет при температуре +40С.
1.3. Описание электрической принципиальной схемы.
Входная цепь состоит из сетевого предохранителя F101,ограничительного резистора TR101, входного фильтра синфазных и дифференциальных помех, образованного дросселем L101, и конденсаторами С101…С104. Напряжение первичной электросети через заградительный фильтр L101, С101…С104 поступает на двухполупериодный выпрямитель BD101. Конденсаторы С105, С106 и резисторы R102, R103 – элементы выходного фильтра.
Нагрузкой фильтра является полумостовой регулируемый автогенераторный преобразователь, в состав которого входят:
— Переключающие транзисторы Q101, Q102
— Элементы С109, R105 (характеризуют ключевые свойства Q101);
— Элементы С110, R112 (свойства переходного режима транзистора Q102).
Резисторы R109, R110 предназначены для уменьшения пускового тока Q101, Q102, соответственно, а D102, D103 – защищают транзисторы Q101, Q102 при переходных процессах в преобразователе. Транзисторы Q101, Q102 открываются попеременно. Моменты переключения ключей транзисторов Q101, Q102 определяется параметрами положительной обратной связи, образованной индуктивно связанными обмотками трансформатора Т101. В результате в цепях:
+UDB101 ®Q101 (к-э)®T101®T102®C107®C106®UBD101
+U DB101®C105®C107®T102®T101®Q102 (к-э)®U BD101
циркулируют импульсные токи. Конденсатор С107 ограничивает нежелательное подмагничивание сердечника Т102, а конденсатор С108, R104 образуют демпфирующую цепь. Делители напряжения R106, R107, R108, R111 определяют режим транзисторов Q101, Q102.
Цепи управления и защиты.
Схема формирования сигнала «питание в норме» P.G.
Ошибки 23 и 19 с флешкой, error 11 и прочие распространённые на магнитоле «Пионер»
Любая техника, даже самая хорошая, в какой-то момент может подвести владельца. Магнитола Pioneer в этом смысле исключением не является. Даже в этом устройстве от известного производителя периодически возникают досадные ошибки, способные поставить в тупик даже опытного автолюбителя. Какими бывают эти ошибки и почему они возникают? Можно ли их устранить самостоятельно? Об устранении типичных ошибок с флешками типа 23 и 19 на «Пионере» и поговорим далее.
Перечень самых известных ошибок магнитолы Pioneer и способы их устранения
Чаще всего проблемы возникают с USB-накопителями. С них и начнём.
Ошибка CHECK USB
Надпись CHECK USB появляется на дисплее магнитолы, когда она отказывается читать флешку или какой-то другой накопитель (например, переносной жёсткий диск). Это сообщение говорит о сбое в системе питания USB-устройства. Сбой может возникнуть или из-за несовместимости этого накопителя с магнитолой, или из-за короткого замыкания в самом разъёме.
ERROR 23 с флешкой
При возникновении ошибки 23 пользователь видит на дисплее магнитолы надпись ERROR-23. Происходит это сразу после установки флешки в USB-порт магнитолы. Ошибка означает, что файловая система, в которой отформатирована флешка, несовместима с этой магнитолой. То есть если накопитель был отформатирован в устаревшей системе FAT32 (или даже FAT16), ошибка гарантированно появится.
Решение: отформатировать флешку в системе NTFS, поддерживаемой всеми магнитолами Pioneer.
В контекстном меню выбирается опция форматирования накопителя
В выпадающем меню выбирается файловая система NTFS
Устранение ошибки 19
ERROR 11
Существует две проблемы, из-за которых на дисплее возникает сообщение ERROR-11. Либо вставленный в магнитолу компакт-диск серьёзно поцарапан или покрыт грязью, либо в магнитоле есть какая-то механическая неисправность (чаще всего выходит из строя CD-привод магнитолы).
Cбой питания 10 на автомагнитоле
Уведомление об ошибке ERROR-10 означает либо сбой питания в модуле Bluetooth, либо какую-то иную электрическую неисправность (но на практике источником неприятностей, как правило, оказывается именно Bluetooth). С носителями информации эта ошибка никак не связана.
Ошибка усилителя
При возникновении проблем с усилителем в автомобиле внезапно пропадает звук (обычно это происходит во время воспроизведения трека), после чего на дисплее водитель видит надпись ERROR-AMP. Надпись говорит о том, что с магнитолой и диском всё в порядке и причину нужно искать в другом месте. Чаще всего источником ошибки является повреждённая, замкнувшая или просто неплотно подключённая проводка, идущая от магнитолы к усилителю.
Сообщение Protect: в чём проблема и как исправить
Приведём пример конвертирования с помощью программы Format Factory (которая является бесплатной для домашнего использования и которую можно свободно скачать с сайта разработчиков).
В левой части окна программы Format Factory выбирается пункт MP3
Окно, в котором в программу Format Factory добавляется конвертируемый файл
В этом окне Format Factory можно указать место, куда будет скопирован преобразованный файл
Большинство ошибок, возникающих на дисплее магнитолы Pioneer, пользователь в состоянии устранить самостоятельно, поскольку они чаще всего бывают связаны либо с неправильным форматированием носителя, либо с его плохим состоянием. Исключением из этого правила, пожалуй, может стать только ошибка 10: если выяснится, что она не связана с модулем Bluetooth, то без дорогостоящего ремонта обойтись не удастся.
Усилитель: что мешает звучать правильно? (часть 1)
Введение
Знаете, очень хочется слушать музыку в хорошем качестве. «Балалайки» с фанерным звуком могут устраивать только в младшем школьном возрасте, хотя медведь ходит по ушам вне зависимости от возрастной категории. Думаю, большинство из тех, кто откроет эту статью, в свое время интересовались колонками и усилителями, не минула чаша сия и меня. К сожалению, я не являюсь профессионалом в этой области, поэтому суждения в статье могут быть не слишком удачными и значительная их часть является лично моими наблюдениями, и потому не стоит рассматривать сказанное здесь как истину в последней инстанции.
Лампы, бескислородная медь и прочее
реклама
Любители акустики делятся на две (скорее три) категории – техники и «слухачи». Первые понимают только цифры, вторые цифирные упражнения не приемлют и воспаряют на облаках субъективного мнения… Я ничего не имею против первых и вторых, просто это глупо. У проблем воспроизведения звука есть вполне конкретные технические объяснения, и только неспособность их понять порождает слухи и суеверия. Впрочем, дабы не нервировать ярых представителей второй категории, прошу их сразу закрыть данную статью – она вам только испортит нервы. Грешен, не стоит вмешиваться в божественное провидение.
Для остальных продолжим. Ах да, я пропустил третью категорию. Увы, статей по качественному воспроизведению как не было, так и нет, а пропаганда «лампового звучания» не прекращается, что и приводит к постоянному пополнению специалистов третьей категории. Господа, почаще стряхивайте лапшу с ушей, это давно уже бизнес, на котором «забивают бабки», в терминологии подобных бизнесменов. Принимайте свои решения самостоятельно. И никому не верьте, особенно мне.
Факторы, влияющие на качество звучания
Попробуем разобраться, что оказывает влияние на качество звучания. Точнее, на то, что его портит. В статье пойдет речь об усилителе, поэтому эфемерные факторы учитывать не будем.
Но певец из меня никакой, поэтому перейдем сразу к технике. Существует множество способов испортить звук и игнорирование любой мелочи приведет к фиаско. Именно потому нельзя просто сесть и спаять нормальный усилитель (даже если это действительно качественное устройство) – проблемы решаются по очереди, и дорога к качественному звуку весьма длинна и извилиста. Попробуем разобраться с основными заблуждениями и атавизмами, с технической точки зрения
Условно, «неприятности» можно разделить на следующие группы:
1. Искажение сигнала в усилителе.
2. Соединение с нагрузкой.
3. Влияние нагрузки.
4. Импеданс усилителя и работа динамика.
В группах есть типы, а они – со своими нюансами, так что разговор будет долгим, располагайтесь поудобнее, начнем.
Искажение сигнала в усилителе
Искажения бывают линейные и нелинейные. Первое – просто изменение частотного спектра сигнала без искажения его формы, то есть банальный подъем или уменьшение некоторых полос частот. Вообще-то, даже изменение спектра меняет форму сигнала, поэтому определение не совсем корректно. Нелинейные искажения – это внесение в сигнал того, чего там не было изначально, расширение его спектра. Про линейные искажения можно не беспокоиться, в усилителе с этим особых проблем нет, а вот нелинейные порождают трудности и отчетливо портят восприятие звуковой картинки.
реклама
Виды искажений:
1. Нелинейные искажения.
2. Ограничение уровня.
3. Интермодуляционные.
4. Коммутационные.
5. Динамические.
6. Самовозбуждение.
Нелинейные искажения
Асимметрия
По виду, гармоники делятся на чётные и нечетные. Первые возникают при асимметрии сигнала. Ходят упорные слухи, что они менее заметны, чем нечетные … вот только руководящие материалы прошлого столетия дают весьма однозначные указания – вначале бороться с четными гармониками, даже в ущерб некоторому росту нечетных. Асимметрия присуща всем элементам схемотехники усилителя, разве что в выходном каскаде это не столь актуально, поэтому проблема четных гармоник существует и по сей день, весьма остро.
В статье будет использоваться симуляция с помощью программы PSPICE, которая доказала достоверность выполняемых расчетов. Бывали случаи, когда расчеты в этой программе давали «странные» результаты и возникало желание свалить на ее внутренние ошибки, но после обнаружения тех же «странных» результатов в спаянной схеме невольно проникаешься доверием и уважением к разработчикам этого симулятора. Так что, простите, но я верю этой программе. Если у вас иное мнение, извините.
Если не оговорено специально, во всех схемах источником будет синусоидальный сигнал 1 КГц, амплитудой 1 вольт (пиковое).
Итак, нелинейные искажения. При появлении асимметрии сигнала появляются четные гармоники.
Асимметрия в схеме достигается установкой диода Шоттки. Контрольная тока «A» получена делителем R3, R4 c приведением уровня сигнала к амплитуде, близкой к исследуемому выходу «B».
На всех графиках этого раздела, зеленый – симулированный сигнал; красный – образцовый, с слегка пониженной амплитудой.
реклама
Если в нижней части красная и зеленая линии почти совпадают, то в верхней начинает сказываться влияние диода и искаженный сигнал сильно обгоняет образцовый. То есть, положительная (выше уровня 0 V) и отрицательная полуволны не одинаковы, налицо явные признаки асимметрии.
У спектра образцового сигнала (красного) есть только один пик на частоте 1 кГц, что до симулированной схемы (зеленый), то налицо четкая гребенка с максимумами на частотах 1 кГц, 2 кГц, 3 кГц, 4 кГц…
реклама
Возможно, вас смутил способ представления информации в программе. Обычно, когда представляют спектр, то рисуют «столбики» переменной высоты. Программа PSPICE рассчитывает напряжения и токи во всех узлах схемы для всего времени выполнения теста, зачастую с переменной дискретностью по времени. После этого производится преобразование временной последовательности в частотную методом FFT (Быстрое преобразование Фурье). Чем меньше дискретность вычисления точек по времени, тем выше точность перевода во временную область и корректнее анализ. Плата за это – время работы симулятора.
Со момента выхода программы компьютеры стали быстрее, но и аппетиты растут, поэтому симуляцию стоит проводить в два этапа – вначале не особо точно, но быстро, потом дискретность времени нужно уменьшить для получения более адекватных результатов. Для примера, повторим тест для обычной точности (синий график) и с ограничением максимального шага по оси времени (зеленый график):
Оба графика несут один и тот же смысл, но более долгий по времени обсчета (зеленый) график очевидно точнее.
Теперь схема для симметричной и нелинейной цепи:
реклама
Для симулирования нелинейной, но строго симметричной цепи, в схеме использованы два диода Шоттки – по одному для положительной и отрицательной полуволн.
Форма напряжения в симулируемой цепи симметрична и почти совпадает с образцовым сигналом.
реклама
Посмотрите на предыдущий тест – если там были пики на частотах 1, 2, 3… 10 кГц, то сейчас четные гармоники отсутствуют.
Ограничение уровня
Такой вид нелинейности вызывается нарушением монотонности сигнала. К ним относятся два случая:
реклама
Искажение типа «ступенька» свойственно усилителям класса В (или АВ) – при уменьшении уровня сигнала падает коэффициент передачи и сигнал просто исчезает. Подробнее механизм его возникновения будет рассмотрен во второй половине статьи.
Насыщение – может быть вызвано или ограничением, при очень большом уровне сигнала, либо срабатыванием защиты в усилителе по току или мощности.
реклама
Подобный вид искажений свойственен схемам с недостаточным уровнем смещения на базе регулирующего транзистора, поэтому для симуляции можно применить пару кремниевых диодов, вполне подойдут 1N4148.
Обратите внимание, при переходе зеленого графика через 0 вольт, некоторое время прохождение сигнала отсутствует. Если на красном графике (образцовом) идет монотонное смена уровня, то на симулированной цепи напряжение становится равным нулю. Чем меньше уровень сигнала, тем больше проявляется этот тип искажений, вплоть до полного исчезновения полезного сигнала на выходе. Поэтому усилители надо исследовать не только на номинальном уровне сигнала, но и на сильно пониженном. А иначе легко попасть в ловушку подобного типа искажений – при снижении уровня сигнала коэффициент гармоник будет катастрофически расти.
Искажения симметричные, поэтому четные гармоники в спектре отсутствуют.
Ограничение уровня типа «насыщение». Довольно типичный случай, захотели погромче и получили «хрипы». Если схемы контроля обеспечивают «мягкое» ограничение уровня, то вид искажений будет отличаться от усилителей без подобной защиты. Но пока пройдемся по самой проблеме, без влезания в нюансы. Для симуляции подойдет всё та же пара диодов 1N4148, но в ином включении.
Если при малом уровне сигнала оба графика совпадают, то достижение напряжения 0.5 вольт характеризуется остановкой роста зеленого графика, то есть следует ограничение по уровню.
Картина похожа на случай с «ступенькой». При обоих вариантах появляются гармоники, меняется только характер их появления:
Дефект насыщения присущ всем усилителям и с ним борются или режимом «мягкого ограничения» или дополнительным узлом регулировки усиления, который уменьшает громкость при обнаружении проблем с чрезмерным уровнем сигнала.