EWB. Фазочувствительные выпрямители

Фазочувствительные выпрямители (ФЧВ) находят широкое применение в системах управления, например, в системах автоподстройки частоты, в автопилотах, а также в других системах, работающих в условиях высокого уровня помех.

Рассмотрим наиболее простую схему ФЧВ, показанную на рис. 10.37, а. ФЧВ выполнен на одном ОУ, в качестве источника опорной частоты использован генератор синусоидальных колебаний Uon, на выходе которого включено электромеханическое ключевое устройство К с порогом срабатывания 0,1 В. Низкий порог срабатывания при сравнительно большой амплитуде входного сигнала обеспечивает замыкание и размыкание контакта практически при прохождении входного сигнала через нуль. Осциллограммы сигналов при указанных на схеме параметрах генераторов показаны на рис. 10.37, б.

Как видно из рис. 10.37, б, выходное напряжение состоит из отрицательных полуволн входного синусоидального сигнала. Формирование выходного сигнала происходит следующим образом (для простоты рассуждений будем манипулировать амплитудным значением Um входного сигнала Ui). При положительной полуволне Ui ключ К замкнут и ОУ работает в режиме инвертирующего усилителя, при этом его выходной сигнал Uo=-UmR2/Rl=-Um.

При отрицательной полуволне Ui ключ К разомкнут, при этом ОУ работает в режиме дифференциального усилителя, однако при различных коэффициентах передачи по инвертирующему и неинвертирующему входам. Выходное напряжение от инвертирующего и неинвертирующего входов будет определяться соответственно

т.е. суммарный выходной сигнал при отрицательной полуволне будет также равен -Um что соответствует приведенным на рис. 10.37, б осциллограммам.

2. Проведите моделирование ФЧВ по схеме на рис. 10.37, а при частоте опорного сигнала 5 Гц, объясните осциллограмму выходного сигнала, показанную для этого случая на рис. 10.38. Предлагается также получить осциллограммы для фазы опорного источника 90 и 180° и проанализировать полученные результаты.

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.