アディティブ三角信号コンディショナー。スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

アディティブトライアングルシグナルコンディショナー

無料のテクニカルライブラリ

無線電子工学と電気工学の百科事典 / アマチュア無線機器の結び目。ジェネレーター、ヘテロダイン

三角形の信号を合成する可能性は、ブリッジ回路によって整流された極性の異なる 90 つの正弦波信号を追加することによって示されます。シグナル加算プロセスのダイナミクスを説明する式が与えられます。理論計算に基づいて、三角信号を合成するデバイスの回路が作成されました。

三角波信号は、通常、時間充電 RC 回路、デジタル - アナログコンバーターを使用して、またはハードウェアとソフトウェアによって合成されたジェネレーターで取得されます。この場合、原則として、生成された信号の高い線形性と対称性を達成することは困難ですが、デバイスの知的およびリソース強度が著しく増加するため、問題を解決することは可能です [1–4]。

周波数ダブラーを使用してほぼ理想的な三角形の信号を取得することは非常に簡単であることが判明しました。そのスキームは、70世紀の90年代初頭に提案されました（プライベート通信、S.I。セメノフの周波数ダブラー）。このダブラーの動作原理は、ブリッジ回路によって整流されたXNUMXつの正弦波信号の逆位相加算に基づいており、一方は他方に対してXNUMX°位相がずれています。そのような周波数ダブラーの単純さにもかかわらず、最近まで、その実際の実装、さらには分析研究は行われていませんでした。

このようなデバイスの出力から取得された信号の形状のコンピュータモデリングは、シェーパーの出力で、90°の位相シフトが提供されると、三角信号が得られることを示しました。三角形の加法信号調整器のブロック図を図1に示します。 XNUMX.デバイスのさまざまな制御点で観察される電気的プロセスのダイナミクスは、次の式で表すことができます。

U1(t) = U0 sin(wt)、
U2(t) = U0 sin(重量 + 90)、
U3（t）= U0 abs [sin（wt + 90）]、
U4(t) = -U0 abs(sin wt)、
U5（t）= U0 {abs [sin（wt + 90）]-abs（sin wt）}。
一般に
Uout（t）= U0 {abs [sin（wt + n90）]-abs（sin wt）}、n = 1,3,5 .. .. (1)
(2)
(3)
(4)
(5)

アディティブ三角信号コンディショナー。シェーパーの構造図
図1。シェーパーの構造図

発生器 1 (図 1) の出力から得られた正弦波信号 (1) は、移相器 2 と抵抗電圧補償器 4 に供給されます。電圧補償器 90 からの信号は、逆接続された第 2 のダイオードブリッジ回路 3 に供給されます。したがって、整流されたバイポーラ信号 (4) および (5) が、ダイオードブリッジ回路 3 および 5 の出力に形成されます。 3. これらの信号は加算器 4 で合計され、負荷抵抗 Rload で三角形の出力信号 (6) を形成します。さまざまな位相シフトを伴う出力信号の図を図 5 に示します。

アディティブ三角信号コンディショナー。出力図
図2。出力図

周波数ダブラーの実際の回路-三角形のシェーパーを図3に示します。位相シフトチェーンR1C1を介した正弦波形式の入力信号は、最初の整流器ブリッジ（ダイオードVD1-VD4）に供給されます。ポテンショメータR2（「補償」）を介した同じ信号が、5番目の整流器ブリッジ（ダイオードVD8-VDXNUMX）に供給されます。

加算三角信号調整器。三角波発生器の回路図
図3。三角波発生器の回路図

共通バスに対するブリッジの出力では、バイポーラ電圧の3倍の周波数の整流信号が形成されます。ブリッジの出力は、ポテンショメータRXNUMX（「バランス」）を介して接続され、そのエンジンと共通バスの間に負荷抵抗が接続されます。

周波数 3 kHz、電圧 5 V の正弦波信号がシェーパの入力に印加され (図 2)、同調要素 (抵抗器 R1 ～ R3) を連続的に調整することによって、デバイスが同調されます。ポテンショメータ R1 は位相シフトを調整します。 R2 - 信号が位相シフトチェーンを通過するときの信号の損失 (減衰) を補償します。 R3 - 混合信号の振幅のバランスを取ります。その結果、10 倍の周波数 (XNUMX kHz) の三角形の信号が出力に形成されます。

デバイスの動作は、Electronics Workbench 5.12 回路シミュレーションプログラムを使用してテストされました。

三角波信号を得るための説明された方式の利点には、その単純さと出力信号の高い線形性が含まれます。同時に、理想に近い三角形の出力信号が狭い周波数帯域で提供されます。これは、デバイスの動作原理を実証することのみを目的とした、最も単純なタイプの位相シフトチェーンの使用によるものです。シェーパーが動作できる動作周波数の範囲は、整流ダイオードの周波数特性によっても制限されます (上限は、使用されるダイオードの制限動作周波数の 5 ～ 10% の値にほぼ対応します)。 .

したがって、必要な信号形状を提供するには、半導体非線形要素が存在するため、デバイス要素が特定の一連の要件を満たす必要があります。

- 整流器の理想性 (電圧-アンペア特性の線形性と同一性);
- n-p 遷移の最小かつ等しい静電容量 (電圧-静電容量特性の同一性)。

これらの要件は、同じ電流-電圧およびボルト-容量特性の基準に従って選択された同じ製造バッチの高周波ゲルマニウムポイントダイオードを使用する場合、および比較的低い周波数の領域（最大キロヘルツの単位）、高振幅の正弦波信号（単位..数十ボルト）を使用し、一致した負荷で動作します。

ダイオードの動作点を線形セクションにシフトすることにより、出力信号ピークの形状（半導体整流器の非線形特性が最も明確に表現される整流信号の低電圧の領域）を改善することができます。直流給電による電流-電圧特性。

文学

ボンダー V.A. 線形に変化する電圧発生器におけるコンデンサの充電または放電プロセスの線形化に関する研究: 論文の要約。ディス。 Candの程度について。技術。科学。 - トムスク: TPI、1971 年。
ノトキン L.R. 関数発生器とその応用。 - M.: ラジオと通信、1983 年。
Graf R.、シーア派 V. 電子回路の百科事典。 T. 7.Ch. I.-M.: DMK, 2000.
シュストフ M.A. 位相変調三角電圧発生器。 - アマチュア無線、1999 年、第 5 号。

著者：M.A。 Shustov; 出版物：radioradar.net

他の記事も見る セクションアマチュア無線機器の結び目。ジェネレーター、ヘテロダイン.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

タッチエミュレーション用人工皮革 15.04.2024

距離を置くことがますます一般的になっている現代のテクノロジーの世界では、つながりと親近感を維持することが重要です。ドイツのザールランド大学の科学者らによる人工皮膚の最近の開発は、仮想インタラクションの新時代を象徴しています。ドイツのザールラント大学の研究者は、触覚を遠くまで伝えることができる超薄膜を開発した。この最先端のテクノロジーは、特に愛する人から遠く離れている人たちに、仮想コミュニケーションの新たな機会を提供します。研究者らが開発した厚さわずか50マイクロメートルの極薄フィルムは、繊維に組み込んで第二の皮膚のように着用することができる。これらのフィルムは、ママやパパからの触覚信号を認識するセンサーとして、またその動きを赤ちゃんに伝えるアクチュエーターとして機能します。保護者が布地に触れるとセンサーが作動し、圧力に反応して超薄膜を変形させます。これ ... >>

Petgugu グローバル猫砂 15.04.2024

ペットの世話は、特に家を清潔に保つことに関しては、しばしば困難になることがあります。 Petgugu Global のスタートアップ企業から、猫の飼い主の生活を楽にし、家を完璧に清潔で整頓された状態に保つのに役立つ、新しい興味深いソリューションが発表されました。スタートアップの Petgugu Global は、糞便を自動的に流し、家を清潔で新鮮に保つことができるユニークな猫用トイレを発表しました。この革新的なデバイスには、ペットのトイレ活動を監視し、使用後に自動的に掃除するように作動するさまざまなスマートセンサーが装備されています。この装置は下水道システムに接続されており、所有者の介入を必要とせずに効率的な廃棄物の除去を保証します。また、トイレには大容量の水洗トイレがあり、多頭飼いのご家庭にも最適です。 Petgugu 猫砂ボウルは、水溶性猫砂用に設計されており、さまざまな追加機能を提供します。 ... >>

思いやりのある男性の魅力 14.04.2024

女性は「悪い男」を好むという固定観念は長い間広まっていました。しかし、モナシュ大学の英国の科学者によって行われた最近の研究は、この問題について新たな視点を提供しています。彼らは、男性の感情的責任と他人を助けようとする意欲に女性がどのように反応するかを調べました。この研究結果は、男性が女性にとって魅力的な理由についての私たちの理解を変える可能性がある。モナシュ大学の科学者が行った研究により、女性に対する男性の魅力に関する新たな発見がもたらされました。実験では、女性たちに男性の写真と、ホームレスと遭遇したときの反応など、さまざまな状況での行動についての簡単なストーリーを見せた。ホームレス男性を無視する人もいたが、食べ物をおごるなど手助けする人もいた。ある研究によると、共感と優しさを示す男性は、共感と優しさを示す男性に比べて、女性にとってより魅力的であることがわかりました。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

小型宇宙探査船の群れ 25.09.2023

星間旅行の夢は、何世代にもわたって心の中に生き続けてきましたが、数多くの技術的な障害により、今のところ実現することはできません。しかし、国際的な科学者グループは、これらの障害を回避する方法があると信じています。彼らのアイデアは、強力なレーザーを使用して、それぞれの重さがわずか数グラムの数千のマイクロプローブの群れをプロキシマ・ケンタウリに送信することです。これらの探査機は直径 100 万キロメートルの巨大なレンズを形成し、移動中に光通信を維持します。ただし、この野心的なアイデアには、強力なレーザーを動作させるために 100 億ドルの投資と 100 ギガワットの電力が必要です。

現在、宇宙研究の分野では、数十年以内に相対論的速度に達し、近くの星に到達できる宇宙船を作るためのXNUMXつの主要プロジェクトが進行中である。 XNUMXつはブレイクスルー・スターショット計画（アルファ・ケンタウリへの旅）、もうXNUMXつは謎の物体「オウムアムア」を迎撃・研究することを目的としたリラ計画です。これらのプロジェクトには、主な任務に加えて、星間通信ネットワークの構築も含まれています。

星間研究イニシアチブの下で活動する科学者チームは、重さわずか数グラムの宇宙船の群れを構築し、強力なレーザー光線を使用してそれらをプロキシマ・ケンタウリに向けて誘導し、地球との光通信を維持するというアイデアに基づいて研究を実施した。 Universe Todayの報道によると、チームは何年もの間、XNUMX台以上の小型探査機を使って近くの星を研究する最良の方法の研究に取り組んできたという。

近い将来、レーザー出力約 100 GW、コスト約 100 億ドルなどの制限があり、妥当な時間内に最も近い星に送ることができる宇宙船の質量に上限が設けられます。、数百年ではなく数十年以内に。これは、宇宙船の質量がわずか数グラムに制限されていることを意味します。しかし、科学者が船を進水させる方法を開発できれば、群れ全体を送ることが可能になるでしょう。

この考えには多くの疑問があります。たとえば、船を星間塵から守る方法や、相対論的な速度でのブロードバンド通信をサポートする方法などです。考えられる解決策は swarm アーキテクチャです。星間空間で XNUMX 台の宇宙船を検出するのは難しい場合がありますが、XNUMX つのシステムを構成する数百台または数千台の宇宙船について話している場合、状況は変わります。

数百機に達するまで、100年間かけて段階的に数百機の探査機を打ち上げることが提案されている。通信は、プローブのクロックと同期した XNUMX GW レーザーによってサポートされます。探査機の形成は、最初と最後のデバイスの発射速度を調整することによって確実に行われます。中には失敗する人もいるかもしれませんが、ほとんどは目標を達成できるでしょう。

その他の興味深いニュース:

▪ フィンランドが木製衛星を宇宙に打ち上げる

▪ クロスワードは頭をすっきりさせるのに役立ちます

▪ 車に何人乗っているか

▪ スマートフォン OnePlus 10 Pro

▪ 脳が顔を覚えるしくみ

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトセクショントーンとボリュームのコントロール。記事の選択

▪ チロさんの記事。有名な格言

▪ 記事イギー・ポップとトム・ウェイツが再び喫煙を始めたきっかけはどの映画ですか? 詳細な回答

▪ 記事ポータブルスモークハウス。旅行のヒント

▪ 記事家庭用電化製品。家、家庭、趣味。ディレクトリ

▪ 記事電気機械室。範囲、定義。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

この記事にコメントを残してください：

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー