【文章內容簡介】 2， (213式)即　　 I2＝I－If ， (214式) 圖2－9　考慮了電壓負反饋電路后的第二級放大器等效電路則現(xiàn)在條件下第二級的電壓放大倍數(shù)K2ˊ＝－＝－＝K2 ＜K2， (215式)由于If =Vf / R9 ， (216式)調節(jié)1W和R3，使I2＝（I－If）＞ 0 。 (217式)3) 隔離電阻。圖中RR17叫隔離電阻，在電路中起電位隔離作用，使得前一級的輸出電壓與電壓負反饋電壓之間互不干擾。在電路中起類似作用的電阻還有， R15與R23，R18與R30等。第三級放大器的電壓放大倍數(shù)K3：與前二級一樣，該放大器也屬于比例積分線性放大電路。與以上的分析同，該級放大器的電壓放大倍數(shù) K3 = －R8/R15＝－（15K～0K）/10K＝－（～0）。 (218式)第三級放大器的其它功能電路：(見圖210)1)電流截止負反饋電路：當負載端的電樞電流Ia大至一定值時，就會在2W中點與地之間得到較大取樣電壓VI，D3將導通，于是有電流Ijz經R23加至U1B⑥端，其極性為正極性，見圖211。該電流與來自前級輸出的負極性電流I迭加。由于兩者的極性相反，使流入第三級放大器輸入端U1B⑥端的電流I2減少。即 I2+Ijz=I+Ii≈I， (219式)I2 =IIjz ＜I， (220式) 圖2－10　 具有電流正反饋和電流截止負反饋功能的電路 圖2－11 具有電流截止負反 圖2－12 動態(tài)電壓負反饋電路饋功能的第三級放大器輸入電路 這種情況下的電壓放大倍數(shù) K3ˊ== = K3 ＜ K3 。 (221式)當負載電流較大時，調節(jié)2W和R32，可使Ijz的數(shù)值接近I，使I2的數(shù)值接近于零，從而使輸出端電壓Ua和負載電流Ia大幅度下降，將負載電流限制在一定范圍內，保證了電機運行的安全。2)動態(tài)電壓負反饋電路：動態(tài)電壓負反饋電路見圖212所示，它屬于電壓串聯(lián)負反饋類型。此電路用于當輸出電壓有出現(xiàn)跳變的趨勢時，利用劇烈的負反饋作用，阻礙電壓跳變的發(fā)生，使電路工作穩(wěn)定。此時，跳變信號經C8傳至R31，產生反饋電壓Vvf，其第三級放大器輸入電壓Viˊ=Vo2Vvf＜Vo2 , (222式)則動態(tài)情況下的第三級放大器輸出電壓Vo3ˊ=－K3 Viˊ=－K3(Vo2Vvf) ＜Vo3 。 (223式)第四級放大器的電壓放大倍數(shù)：該級放大器與圖22所示電路一樣，屬于比例線性放大器。根據以上討論可知，該級電壓放大倍數(shù)K4 = －R11/R18 = －(10K~0K)/10K = －(1~0) 。 (224式)第四級放大器的電流正反饋電路：(見圖210)從D4引出的電流一部分流經R33，分壓后經R30引至U1A②輸入端，其極性為正極性。而從前級放大器輸出的電壓VO3也是正極性，其電流經R18引至U1A②輸入端，因此它們構成正反饋，全稱叫並聯(lián)電流正反饋。它在電路中的作用是，當負載增大使轉速下降時，通過電流正反饋的作用，讓負載電流更大一些，補償轉速的下降，從而起到穩(wěn)定轉速的作用。為防止系統(tǒng)在輕載時失控，反饋系數(shù)不宜過大，可在不同負載條件下，調節(jié)R33，通過試驗來最終確定。前四級總的電壓放大倍數(shù)：前面四級放大器總的電壓放大倍數(shù)等于各級放大倍數(shù)，各個級間耦合系數(shù)，各種反饋電路的反饋系數(shù)的乘積，~，不宜過大。第五級放大器的電壓放大倍數(shù)，在討論圖22電路的電壓放大倍數(shù)時已知 K5=－， (21式)這一級的作用是提供觸發(fā)電路的控制電壓，其電壓幅值只需3~5V，故加了這一級，以限制輸出電壓，不致過高。(~，卻要這么多級的放大器，道理何在？ 請學員討論。) 第二節(jié) 觸發(fā)電路觸發(fā)電路接受來自“PID”的控制電壓，向直流調速電路中的兩個可控硅提供觸發(fā)脈沖，電路圖見附圖8。下面分析它的工作原理。一、觸發(fā)電路各點波形圖：(見圖213。)二、觸發(fā)電路基本工作原理：觸發(fā)電路的作用，是為交流電路中用于整流的一對（或其它偶數(shù)個）可控硅，提供控制角可調的觸發(fā)脈沖。對該電路的基本要求有兩條： 控制角應連續(xù)可調，理論上最大控制角可達180186。電角； 應有控制觸發(fā)的同步電路。 　　　　　　　　　　圖2－13　觸發(fā)電路各點波形圖按電路結構來區(qū)分，該電路由一組為觸發(fā)電路提供正負12V電壓的穩(wěn)壓電源和兩個互相獨立，結構完全相同的觸發(fā)電路組成，用來分別為兩個可控硅提供觸發(fā)脈沖。其中上面一個觸發(fā)電路用于電機的正轉轉速控制，下面一個觸發(fā)電路用于反轉轉速控制。(一)正轉轉速控制觸發(fā)電路的工作原理：控制電壓傳輸電路：來自“PID”的控制電壓由圖214中IN1端引入，經過一只可調電阻R6，隔離電阻R35，一個由運放U3A和兩個電阻R3R34組成的線性放大電路，再經過D10，耦合電阻R36，隔離電阻R39傳輸至比較器U1B⑥腳。另外，在該運放的輸入端，還接有一條從負12伏電源經R40，D4穩(wěn)壓后再經隔離電阻R37引入的電路，它與從IN1輸入的控制電壓傳輸電路以及運放一起組成加法器。該加法器滿足以下公式KIN1(UIN15)=UˊIN1 ，KIN1=R34/R35=(0~2)； (225式)式中的UIN1為控制電壓，其值恒為正，且正常情況下有UIN1﹤5V。UˊIN1為比較電壓，依據上兩式應有UˊIN1﹥0，調節(jié)R34可保證使得UˊIN1的值足夠大，通過D10進入比較器U1B的輸入端U1B⑥腳?？紤]到上式中，KIN1與括號內的值都是負值，將上式變一下形,得：∣KIN1∣(5 UIN1)= UˊIN1 ， (226式)可見，輸出端的比較電壓UˊIN1與輸入端控制電壓UIN1成反比，UIN1越大，則UˊIN1越低，進入比較器U1B⑥腳的電壓也越低。反之亦然。同步電路：由鋸齒波發(fā)生電路U1C，D2，R7，C2，V7，R19，D13，U1B,和控制電壓傳輸電路這兩部分組成，如圖215所示。該電路的作用是，為多諧振蕩器提供一個“開關”電壓，從而控制該振蕩器的起振時間，使之與交流電源的正弦波電壓的“零相位”之間，保持固定不變的相位差（或時間差），實現(xiàn)同步。該電路的工作原理如下：設t=0時，有效值為16V的交流正弦波電壓開始進入負半周，該電壓從U1C⑨腳引入，經U1C放大和整形，從其⑧腳輸出極性相反（此時即為正極性）矩形電壓波形，如圖213（a）所示。D2開始導通，通過R7對電容C2充電，由于它時間常數(shù)較大，R7*C2≈50mS ，遠大于電源正弦波的半個周期10mS，因此在這段時間里C2兩端的電壓線性增大。至t=T/2時，正弦波電壓進入正半周，經U1C放大和整形，從其⑧腳輸出負極性的矩形電壓波形，則D2截止，而D13導通，此時的負電壓加至V7基極，V7導通，C2經VR19迅速放電，形成如圖2－13中（b）圖所示的鋸齒波形。U1B與相關元件組成比較器。鋸齒波電壓加至U1B⑤腳，經該比較器比較后，在其輸出端U1B⑦腳，輸出如上圖（c）所示電壓波形。當U1B⑤腳的鋸齒波電壓大于⑥腳的比較電壓的瞬間，⑦腳由低電平跳變成高電平，使振蕩器起振。即從正弦波過“零點” ，到振蕩器起振，這中間間隔的時間（相位差）是固定的，由RC的充電時間決定，從而實現(xiàn)了同步。從圖213（b）中還可以看出，改變施加于U1B⑥腳的比較電壓，可達到改變與正弦波“零相位”之間的相位差的目的。若將輸入端控制電壓UIN1調低，則依據(226式)比較電壓增大，于是U1B⑦腳由低電平跳變成高電平的時間就會后延，使與正弦波“零相位”之間的相位差即控制角α增大。多諧振蕩電路：見圖216。主要元件由圖中的兩個與非門U2C、U2D及電容CC3，電阻RR3組成。其起振條件是，⑧腳和?腳都必須是高電平。當⑧腳設置成高電平且常量時，則?腳的電平高低就成了決定該振蕩器是否起振的惟一條件。而?腳即為來自U1B⑦腳的控制電壓。當振蕩器起振時，從⑩腳輸出頻率為f=1/≈17kHz的方波。它的周期T1≈，遠小于T/2＝10 mS。脈沖形成和輸出電路：見圖217。從⑩腳輸出的方波，通過VV2進行功率放大后，再通過脈沖變壓器T2，向可控硅V5的控制極G1與K1之間，輸出控制脈沖，使該可控硅觸發(fā)導通。我們把一個周期內第一個脈沖輸出時，與正弦波過零點的相位差，叫做控制角，用符號α表示，見圖213（d）所示。其它電路。我們注意到，在U2C⑧腳，接有幾只元件：D11，R25，R26，C15。它們起什么作用呢？該電路中，R2C15組成RC充電電路。當正弦波電壓過“零點”時，⑧腳由于C15剛開始充電，其上的電壓還是“零”，則振蕩器還不能起振。經過一定的時間間隔（t≈3 R25C15），當⑧腳電壓升高到高電平時，再由?腳的電壓來決定該振蕩器是否起振。設置該電路的目的，是為了防止V5過早導通，而此時另一只可控硅可能還未關閉，從而導致短路事故的發(fā)生！調節(jié)C15可調節(jié)出合適的時間間隔。電路中電阻R26用于在交流電的正半周時將電容C15放電，D11用來阻斷此時的負電壓。與主電路的相位關系。整個觸發(fā)電路中我們要注意一點，那就是必須確保當從U1C⑨腳引入的交流電壓極性為負時，主電路中可控硅V5陽極的電壓極性是正極性。否則電路將不能工作。(二)關于反轉轉速控制觸發(fā)電路的工作原理，這里只作一些補充說明。圖中增加了一節(jié)由U1D為主組成的反相器，目的是為了使這個觸發(fā)電路輸出的觸發(fā)脈沖，在相位上比上一個觸發(fā)電路延遲180度，以滿足用于反轉控制的可控硅的相位需要。當給IN2施加用于反轉的控制電壓時，下面一個觸發(fā)電路就開始工作，向接于主電路交流電源上V5陽極端的可控硅V4 （此時其陰極上的電壓極性是負極性）的控制極G2輸出觸發(fā)脈沖，其觸發(fā)脈沖的波形和相位關系見上圖(e)。同時，由于此時施加于IN1的直流控制電壓等于零，上一個觸發(fā)電路雖然仍舊在產生鋸齒波，但是由于此時U1B⑦腳輸出低電平，使震蕩電路停止工作，不再產生觸發(fā)脈沖，即上一個觸發(fā)電路停止工作。（直流電機的主電路參見附圖5。）第三節(jié) 工作臺(橫梁)自動往復（PLC）控制電路這部分電路見附圖6。圖中左邊部分是控制橫梁升降和橫梁夾緊裝置的繼電接觸器控制電路，與傳統(tǒng)龍門刨床B2012A中的橫梁升降控制電路並無明顯不同之處。圖中的KA支路是傳統(tǒng)龍刨電路中所沒有的，它的作用是確保當進行橫梁升降操作時，工作臺無法啟動運行。而傳統(tǒng)龍刨電路中是在KJI線圈支路中串入了KQJ、KHJ的常閉觸點，在橫梁升降電路中串入了KJI的常閉觸點，以作互鎖。圖中右邊部分是將傳統(tǒng)龍刨繼電控制電路中的工作臺前進與后退控制改成了PLC控制后，可編程控制器的接線圖。它的程序是根據附圖9的繼電接觸控制電路編寫出來的。作為練習，同學們可以應用可編程控制器的編程軟件(比如三菱公司的)，根據這個電路，先編寫出梯形圖，再把它轉換成指令表，看看與下面的指令表，是否相同。有條件的話，也可以上機調試和運行。關于PLC的相關內容，這里不再贅述。第二章習題2．1 運算放大器電路中“虛地端”存在的條件和特征是什么？2．2 寫出比例運算放大電路的電壓放大倍數(shù)的計算公式，並說明對這兩個電阻的取值有何要求？2．3 試說明PID控制電路中各種反饋的組成元件和作用。2. 4 PID的反轉控制電路與正轉控制電路相比，有那些不同之處？起什么作用？2. 5 鋸齒波形成電路的組成元件是哪些？2. 6 同步電路組成元件是哪些？怎樣實現(xiàn)同步？2. 7 若增大控制電壓的值，其控制角將如何變化？2. 8 用于反轉控制的觸發(fā)電路與正轉控制觸發(fā)電路相比，有哪些不同之處？在反轉控制觸發(fā)電路工作時，正轉控制觸發(fā)電路的工作狀況有何變化？第三章 電子焊接及調試實訓 第一節(jié) 10W功放電路的焊接與調試一、 10W功放電路原理圖印刷電路及調試要求：10W功放電路原理圖及印刷電路(見圖3圖32)；10W功放電路調試步驟：1)接通穩(wěn)壓電源的電源開關，測量177。22V電源的準確度，使其盡量對稱。2)將功放的電源線接在穩(wěn)壓電源對應的接線柱上，注意電源的正負極性。3)負載(喇叭)暫不要接上，運放從線路板上拔下。功率管必須安裝好散熱片，以防止通電后過熱損壞功率管。4)靜態(tài)工作點調整電位器RP2放到最小值，并用萬用表