Гиратор, интегральный аналог, имитатор, эмулятор катушки индуктивности, дросселя. Имитировать, эмулировать. Схема, Проектирование, Принцип действия.

Гиратор. Имитатор катушки индуктивности. Описание. Схема. Расчет (10+)

Гиратор, аналог катушки индуктивности

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Применение катушек индуктивности в малогабаритных устройствах затруднено. Габариты дросселей велики. Разместить одну катушку еще как-то можно, но построить малогабаритный сложный фильтр с большим количеством дросселей невозможно. Невозможно запихать дроссели в интегральные микросхемы.

Однако катушкой индуктивности можно считать любое устройство, ток через которое пропорционален напряжению, приложенному к нему, умноженному на время действия этого напряжения. Существуют красивые схемотехнические решения, позволяющие изготовить из конденсаторов, резисторов и операционных усилителей устройство, обладающее описанным свойством. Такая схема может применяться везде, где применяется катушка индуктивности. Исключением являются силовые устройства. Интегральный аналог конечно не накапливает энергию (что важно для силовых устройств), как это делает настоящая катушка индуктивности. Изменение тока эмулируется за счет потребления энергии из цепей питания.

Схема гиратора, интегрального аналога дросселя

Схема (А) обычно приводится в литературе, как пример гиратора. Она действительно имитирует дроссель, соединенный с общим проводом, но не только его индуктивность, но и внутреннее омическое сопротивление. Его омическое сопротивление равно сопротивлению резистора R1. Для типичных операционных усилителей этот резистор не может быть меньше нескольких килоом. Так что получается довольно плохой дроссель, с очень большим внутренним сопротивлением.

В приведенной схеме сопротивление резистора R1 - определяется нагрузочной способностью операционного усилителя, резистор R2 - 10 кОм.

Принцип работы схемы прост. Приложенное напряжение постепенно заряжает конденсатор C1 через резистор R3. Напряжение на выходе операционного усилителя равно сумме напряжения на входе и напряжения на конденсаторе C1. К резистору R1 приложено напряжение выхода усилителя минус напряжение на входе схемы. Кстати вход помечен стрелочкой. То есть напряжение на R1 равно напряжению на конденсаторе C1. Ток через резистор R1 по закону Ома равен напряжению, деленному на сопротивление. Таком образом ток через резистор постепенно нарастает со временем. Резистор R1 выбирается много меньше, чем R3, так что основной входной ток - это ток через этот резистор.

Приведенную схему можно усовершенствовать. Схема (B) может демонстрировать омическое сопротивление в широком диапазоне. Оно равно половине разности сопротивлений резистора R1 и резистора R2. Так что его можно сделать нулевым или даже отрицательным. Такая вариативность внутреннего сопротивления позволяет делать на таком гираторе фильтры с очень высокой добротностью, а также делать самовозбуждающиеся колебательные контуры - генераторы синусоидальных колебаний.

В схеме (B) сумма сопротивлений резистора R1 и резистора R6 ограничиваются нагрузочной способностью интегрального операционного усилителя, резистор R2 - 10 кОм, резисторы R4, R5 - 100 кОм

Резисторы R4, R5 образуют делитель напряжения.

Нередко возникает необходимость получить подвешенную катушку индуктивности, то есть дроссель, у которого ни один из выводов не соединен с общим проводом. Литература советует нам использовать четыре операционных усилителя. Но можно обойтись и двумя (Схема C). Это две схемы B, включенные навстречу друг другу. При этом важно обеспечить идентичность номиналов используемых конденсаторов и резисторов. Обычный допуск в 10% тут неприемлем.

Во всех схемах используется операционный усилитель с высоким входным сопротивлением.

Тут можно посмотреть схему детектора скрытой проводки на гираторе

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи. [1] сообщений.

При повторении схемы детектора скрытой проводки подключение входного штыря (индикатора скрытой проводки) в соответствии со схемой не обеспечивает обнаружение проводки. Читать ответ...