تحقیق و پژوهش آمپرمتر و ولت متر

تحقیق و پژوهش آمپرمتر و ولت متر

برای ابزارهای اندازه گیری کنترل شده فنری : گشتاور کنترل که یک ثابت دیگر می باشد.

برای ابزارهای اندازه گیری با گرانش کنترل شده : گشتاور کنترل که یک ثابت است . به دلیل انحراف حالت ماندگار.

از فرمول گشتاور انحراف واضح است که مقیاس ابزار اندازه گیری ، یکسان و یکنواخت نیست. در ضمن ، تأثیر اشباع خمیدگی منحنی B –M نزدیک به مبداء ونیروی جاذبه بین قطبی در نوکهای مقابل میله ها نیز پیچیدگی بیشتری می افزاید بنابراین ، طراحی ابزارهای اندازه گیری آهنی متحرک ، بیشتر نوعی تجربه عملی است تا موضوعی که صرفاً محاسباتی باشد. از تأثیرات اشباع در ابزارهای اندازه گیری با آهن های هیپومتال اجتناب شده است. و به علت داشتن نفوذ بیشتری بالای از میومتال گشتاور کافی ای ، با مقادیر کلی از چگالی شماره می تواند حاصل شود. در ضمن شکل دهی آهن ها ، به طوری توسته یافته است که حالا یک مقیاس یکسان و یکنواخت عملی ، از انحراف در مقیاس کل تا اغراض برابر با حدود ۵٪ جریان برای انحراف در مقیاس کل، امکان پذیر است. برای شدت جریان پایین تر از این مقدار و مقیاس به طور فزاینده ای ، محدود می شود و بخش از این عمل به علت این آمپر     می باشد که گشتاور انحراف متناسب با تولید توان قطب    می باشد و بخشی به علت اثرات شکل منحنی B – H در نزدیکی مبداأ می باشد، که منجر به مقادیر بسیار کم ۱ می شود.

فرمول بالا از نظر تئوری مناسب و مفید است ، همانطور که نشان می دهد که گشتاور آنی با مجزور مقدار آنی  جریان متناسب است. بنابراین جهت انحراف به  جهت ریزش جریان وابسته نیست و یک دوم گشتاور انحراف با یک دوم مجزور جریان متناسب است برای مثال انحراف توسط مقدار rm های جریان مشخص می شود.

فرمول ریاضی دیگری نیز برای گشتاور ممکن است بر حسب القاگری مغناطیسی (inductance) ابزار اندازه گیری بدست آید.

ما را خود القایی متقابل با انحراف کلی زاویه دار ѳ رادیان قرار دهید و تغییر در القاگری dl را متقابل با تغییر کوچک در زاویه Dѳ انحراف ، به علت تغییر در شدت جریان تغییر در انرژی میدان مغناطیسی =

هم چنین ، اگر  گشتاور انحراف باشد، قادر در طول حرکت آهن ، انجام می شود.

به دلیل تغییر در انرژی کار انجام شده DW   ,   DE =

بنابراین گشتاور متناسب با مجزور شدت جریان ابزار و نرخ تغییر القاگری با انحراف می باشد. به دلیل اینکه محاسبه ما برای مقادیر متفاوت انحراف مسئله پیچیده ای است ، در اعمال کردن این نتیجه در طراحی ابزارهای اندازه گیری به مشکل برخورد می کنیم. در ضمن انحنای غیر قابل اجتناب منحنی B – H برای آهن، پیچیدگی و مقادیر نهایی بین مقادیر محاسبه شده و مقادیر اندازه گیری شده گشتاور را مطرح می کند و هر مقدار L که توسط یک متر ac اندازه گیری شده است باید مقدار متوسطی در محدوده ای از مقادیر مضاعف (park to park) شدت جریان ، باشد. اما ممکن است تئوری بالا که در مورد هر نوع از ابزارهای آهن متحرک(moring iron instrument ) اعمال می شود ، مورد توجه قرار نگیرد. در نوع جاذب، افزایش القاگری با افزایش انحراف ، به علت تغییر گسترده ای است که آهن در آن سیم پیچ شده است. در نوع دافع ، آن به علت ، افزایش شاره تولید شده توسط کاهش تأثیر مغناطیسی شدن یک آهن به دیگری ، هنگامیکه ۲ آهن از یکدیگر دور می شوند ، می باشد. یک ابزار جاذب ، معمولاً القاگری کمتری به نسبت ابزار دافع خواهد داشت و بنابراین ولت مترها در محدوده وسیعتری از فرکانس ، دقیق خواهند بود و احتمال بیشتری از استفاده شنت ها با آمپرمترها وجود دارد.

از سوی دیگر ، ابزارهای دافع ، برای تولیدات اقتصادی در کارخانه مناسب هستند و یکنواختی تقریبی ، آسانتر در آنها فراهم می شود بنابراین آنها به نسبت نوع جاذب ، متداولتر هستند. شکل مقیاس، گشتاور انحراف ابزار اندازه گیری آهن متحرک، همانطور که در بالا استنتاج شد توسط فرمول زیر ارائه می شود.

برای کنترل فنری ، گشتاور کنترل

به دلیل موازنه

بنابراین انحراف زاویه ای متناسب با مجزور شدت جریان می باشد و ابزار یک پاسخ مربعی یا مجزور (squar   law) دارد.

اگر هیچ اشباعی وجود نداشته باشد، تغییر القاگری با زاویه انحراف یکنواخت و یکسان است ( برای مثال   ثابت است ) و ابزار یک پاسخ کاملاً مربعی دارد.

برای همچنین ابزاری ، مقیاس می تواند به راحتی طرح بندی شود، چون مقدار اندازه گیری متناسب با مجزور مجزور. ریشه انحراف زاویه ا ی می باشد . اما در ابزار آلات حقیقی    ثابت نیست و معمولاً تابعی است از موقعیت زاویه ای آهن متحرک و مقیاس منحرف شده از مجزور یا مربع در یک روش وابسته به طریقی که در آن القاگری مغناطیسی با زاویه انحراف تغییر پیدا می کند. وابسته است. همانطور که قبلاً ذکر شده توسط انتخاب آهن هایی با ابعاد و شکل مناسب و موقعیتهای مرتبط با یکدیگر و مرتبط با سیم پیچ ، این تغییر قابل کنترل است. بنابراین ساخت ابزاری با مقیاسی به یکنواختی و یکسان بودن خیلی نزدیک در گستره بزرگتری از طول آن یک عمل متداول است. از بحث های بالا این نکته مشخص می شود که یک مقیاس خطی کامل می توانست کسب شود، اما به واسطه معادله گشتاور خواهیم فهمید که مقیاس ابزار اندازه گیری آهنی متحرک تنها می تواند ، در اندازه محدودی تغییر پیدا کند.

بنابراین بخشی از مقیاس نزدیک به صفر هرگز نمی تواند گسترش یافته یا یکنواخت شود، چون این عمل به این احتیاج دارد که مقدار اولیه   ، بی نهایت باشد.

برای مثال ، طراحی و ساخت، ابزار آهن متحرک بمنظور داشتن مقیاس خطی از محدوده بالاتر تا بخشی از مقیاس کل و مقیاس مربعی از این نقطه تا صفر امکان پذیر است. تغییر مورد نیاز    ، برای دادن مقیاس این چنین در شکل(a) 5.21 نمایش داده شده است. مقیاس های معمولی برای ابزارهای اندازه گیری آهن متحرک ، در شکل ۵٫۲۱(b) نمایش داده شده اند.

در عمل ممکن است که x را به کوچکی ۱۰ درصد از مقیاس کل انحراف زاویه ای قرار دهیم تا بخش بزرگتری از مقیاس خطی باشد.

تحقیق و پژوهش آمپرمتر و ولت متر

نوشته تحقیق و پژوهش آمپرمتر و ولت متر اولین بار در فايل مارکت – بازار فايل پدیدار شد.

لطفا از لينک زير دانلود کنيد

دانلود 

فايل

تحقیق اصول كلي رادار و عملكرد آن

تحقیق اصول كلي رادار و عملكرد آن

فصل اول

مقدمه:

۱-۱-اصول كلي رادار و عملكرد آن

رادار يك سيستم الكترومغناطيسي است كه براي تشخيص و تعيين موقعيت هدفها به كار مي رود. اين دستگاه بر اساس يك شكل موج خاص به طرف هدف براي مثال يك موج سينوسي با مدولاسيون پالسي(Pulse- Modulated) و تجزيه وتحليل بازتاب (Echo) آن عمل مي كند. رادار به منظور توسعه توانايي حسي‏هاي چندگانه انساني براي مشاهده محيط اطراف مخصوصاً حس بصري به كار گرفته شده است. ارزش رادار در اين نيست كه جايگزين چشم شود بلكه ارزش آن در عملياتي است كه با چشم نمي توان انجام داد. رادار نمي تواند جزئيات را مثل چشم مورد بررسي قرار دهد و يا رنگ اجسام را با دقتي كه چشم دارد تشخيص داد بلكه با رادار مي توان درون محيطي را كه براي چشم غير قابل نفوذ است ديد مثل تاريكي، باران، مه، برف و غبار و غيره. مهمترين مزيت رادار، توانايي آن در تعيين فاصله يا حدود هدف مي باشد.

يك رادار ساده شامل آنتن فرستنده، آنتن گيرنده و عنصر آشكارساز انرژي يا گيرنده مي‏باشد. آنتن فرستنده پرتوهاي الكترومغناطيسي توليد شده توسط نوسانگر (Oscillator) را منتشر مي كند. بخشي از سيگنال ارسالي (رفت) به هدف خورده و در جهات مختلف منعكس مي گردد. براي رادار انرژي برگشتي در خلاف جهت ارسال مهم است.

 

آنتن  گيرنده انرژي برگشتي را دريافت و به گيرنده مي دهد. در گيرنده بر روي انرژي برگشتي عملياتي، براي تشخيص وجود هدف و تعيين فاصله و سرعت نسبي آن، انجام مي‌شود. فاصله آنتن تا هدف با اندازه گيري زمان رفت و برگشت سيگنال رادار معين مي‌شود. تشخيص جهت، يا موقعيت زاويه اي هدف توسط جهت دريافت موج برگتشي از هدف امكان پذير است. روش معمول بري مشخص كردن جهت هدف، به كار بردن آنتن با شعاع تشعشعي باريك مي باشد. اگر هدف نسبت به رادار داراي سرعت نسبي باشد، تغيير فركانس حامل موج برگشتي (اثر دوپلر) (Doppler) معياري از اين سرعت نسبي (شعاعي) ميباشد كه ممكن است براي تشخيص اهداف متحرك از اهداف ساكن به كار برود.در رادارهايي كه بطور پيوسته هدف را رديابي مي كنند، سرعت تغيير محل هدف نيز بطور پيوسته آشكار مي‌شود.

نام رادار براي تاكيد روي آزمايشهاي اوليه دستگاهي كه آشكارسازي وجود هدف و تعيين فاصله آن را انجام مي داده بكار رفته است. كلمه رادار (RADAR) اختصاري از كلمات: Radio Detection And Ranging است، چرا كه رادار در ابتدا به عنوان وسيله اي براي هشدار نزديك شدن هواپيماي دشمن به كار مي رفت و ضدهوائي را در جهت مورد نظر مي گرداند. اگر چه امروزه توسط رادارهاي جديد و با طراحي خوب اطلاعات بيشتري از هدف، علاوه بر فاصله آن بدست مي آيد، ولي تعيين فاصله هدف (تا فرستنده) هنوز يكي از مهمترين وظايف رادار مي باشد. به نظر مي رسد كه هيچ تكنيك ديگري به خوبي و به سرعت رادار قادر به اندازه گيري اين فاصله نيست.

معمولترين شكل موج در رادارها يك قطار از پالسهاي باريك مستطيلي است كه موج حامل سينوسي را مدوله مي كند. فاصله هدف با اندازه گيري زمان رفت و برگشت يك پالس، TR به دست مي آيد. از آنجا كه امواج الكترومغناطيسي با سرعت نور در فضا منتشر مي شوند. پس اين فاصله، R، برابر است با:

به محض ارسال يك پالس توسط رادار، بايستي قبل از ارسال پالس بعدي يك مدت زمان كافي بگذرد تا همه سيگنالهاي انعكاسي دريافت  و تشخيص داده شوند.

بنابراين سرعت ارسال پالسها توسط دورترين فاصله‏اي كه انتظار مي رود هدف در آن فاصله باشد تعيين مي گردد. اگر تواتر تكرار پالسها (Pulse Repetiton Frequency) خيلي بالا باشد، ممكن است سيگنالهاي برگشتي از بعضي اهداف پس از ارسال پالس بعدي به گيرنده برسند و ابهام در اندازه گيري فاصله ايجاد گردد. انعكاسهايي كه پس از ارسال پالس بعدي دريافت مي شوند را اصطلاحاً انعكاسهاي مربوط به پريود دوم (Second-Time-Around) گويند چنين انعكاسي در صورتي كه به عنوان انعكاس مربوط به دومين پريود شناخته نشود ممكن است فاصله راداري خيلي كمتري را نسبت به مقدار واقعي نشان بدهد.

حداكثر فاصله اي كه پس از آن اهداف به صورت انعكاسهاي مربوط به پريود دوم ظاهر مي گردند را حداكثر فاصله بدون ابهام (Maximum Unambiguous Range) گويند و برابر است با:

كه در آن=تواتر تكرار پالس بر حسب هرتز مي باشد. در شكل زير حداكثر فاصله بدون ابهام بر حسب تواتر تكرار پالس رسم شده است.

 

 

شكل ۱-۱ حداكثر فاصل بدون ابهام بر حسب تواتر تكرار پالس

اگر چه رادارهاي معمولي يك موج با مدولاسيون پالسي(pulse-Modulated Waveform) ساده را انتشار مي دهند ولي انواع مدولاسيون مناسب ديگري نيز امكان پذير است حامل پالس ممكن است داراي مدولاسيون فركانس يا فاز باشد تا سيگنالهاي برگشتي پس از دريافت در زمان فشرده شوند. اين عمل مزايايي درقدرت تفكيك بالا در فاصله (High Range Resolution) مي‌شود بدون اين كه احتياج به پالس باريك كوتاه مدت باشد. روش استفاده از يك پالس مدوله شده طولاني براي دسترسي به قدرت تفكيك بالاي يك پالس باريك، اما با انرژي يك پالس طولاني، به نام فشردگي پالس (Pulse Compression) مشهور است.

در اين مورد موج پيوسته (CW) را نيز مي توان به كاربرد و ازجابجايي تواتر دوپلر. براي جداسازي انعكاس دريافتي از سيگنالرفت و انعكاسهاي ناشي از عوامل ناخواسته ساكن(Cluttre) استفاده نمود. با استفاده از موج CW مدوله نشده نمي توان فاصله را تعيين كرد و براي اين كار بايد مدولاسيون فركانس يا فاز به كار رود.

۲-۱-فرم ساده معادله رادار

معادله رادار برد رادار را به مشخصات فرستنده، گيرنده، آنتن، هدف و محيط مربوط مي سازد. اين معادله نه تنها جهت تعيين حداكثر فاصله هدف تا رادارمفيد است بلكه براي فهم عملكرد رادارو پايه‏اي براي طراحي رادار به كار مي رود.

در اين قسمت فرم ساده معادله رادار ارائه مي گردد.

اگر توان فرستنده رادار P1 و آنتن فرستنده ايزوتروپ (Isotropic) (در همه جهات يكسان تشعشع كند) باشد، چگالي توان (Power Density) (توان در واحد سطح) در فاصله R از رادار برابر است با توان فرستنده بر مساحت يك كره فرضي به شعاع R و يا:

(۳-۱)   چگالي توان تشعشعي از آنتن ايزوتروپ

در رادارها از آنتن‏هاي سمت گرا (جهت دار) استفاده مي‌شود تا توان تشعشعي، P1 در يك جهت خاص هدايت گردد. بهره آنتن، G، معياري از افزايش توان تشعشعي آنتن درجهت هدف نسبت به توان تشعشعي ناشي از يك آنتن ايزوتروپ مي باشد و ممكن است به صورت نسبت حداكثر شدت تشعشع ناشي از يك آنتن مورد نظر به شدت تشعشع ناشي از آنتن ايزوتروپ بدون تلفات با همان توان ورودي تعريف گردد. (شدت تشعشع عبارت است از توان تشعشعي در واحدزاويه فضايي در جهت مورد نظر) بنابراين چگالي توان تشعشعي از يك آنتن با بهره G روي هدف برابر است با:

(۴-۱) = چگالي تشعشعي از آنتن سمت گرا

هدف با مقداري از توان تابش شده تلاقي كرده و مجدداً آن را درجهات مختلف تشعشع مي كند مقداري از توان رسيده به هدف كه با آن تلاقي كرده و دوباره به سمت رادار تشعشع شده بر حسب سطح مقطع راداري،  ، مشخص و طبق رابطه زير تعريف مي‌شود.

(۵-۱) = چگالي توان سيگنال برگشتي در محل رادار

در اين رابطه كه سطح مقطع راداري  واحد سطح دارد كه مشخصه اي از هر هدف خاص بوده و معياري از اندازه هدف از ديد رادار مي باشد. آنتن رادار مقداري از توان بازگشتي از هدف رادريافت مي كند. اگر سطح موثر آنتن گيرنده Ae باشد، توان دريافتي توسط رادار برابر است با:

(۶-۱)

حداكثر برد رادار، فاصله اي است كه بالاتر از آن، هدف قابل آشكارسازي نباشد و آن موقعي است كه توان دريافتي رادار درست برابر حداقل توان قابل آشكارسازي،، باشد پس:

(۷-۱)

اين شكل اساسي معادله رادار است. توجه گردد كه پارامترهاي مهم آنتن در اين رابطه، بهره فرستندگي و سطح موثر گيرندگي آن مي باشند.

در تئوري آنتن‏ها. رابطه بين بهره فرستندگي و سطح موثر گيرندگي به صورت زير ارائه مي‌شود.

(۸-۱)

چون در رادارها معمولا آنتن فرستنده و گيرنده يكي مي باشد، با جايگذاري معادله فوق در معادله ما قبلي آن ابتدا براي Ae و سپس براي G، معادله رادار را به دو صورت زير مي توان نوشت:

(۹-۱)

(۱۰-۱)

اين سه صورت معادله رادار فوق ضرورت احتياطدر تفسير معادله رادار را نشان مي دهند. براي مثال، از معادل (۹-۱) ممكن است نتيگه گيري شود كه براي رادار متناسب با  مي باشد، در صورتي كه معادله (۱۰-۱) وابستگي  را مشخص مي كند و معادله (۷-۱) عدم وابستگي فاصله را نسبت به طول موج، نشان مي دهد. رابطه صحيح بستگي به اين دارد كه بهره آنتن نسبت به طول موج ثابت فرض شده است يا نسبت به سطح موثر آن. علاوه بر آن، اعمال محدوديت هاي ديگر، نظير ضرورت بررسي دقيقتر يك حجم مشخص از فضا در يك مدت معين مي تواند موجب وابستگي ديگري نسبت به طول موج گردد.

اين صور ساده شده معادله رادار، به طور كافي مشخصات يك رادار عملي را تشريح نمي كنند. بسياري از عوامل مهم كه در برد رادار موثرند. به طور صريح در معادله‏هاي منظور نشده اند. در علم حداكثر برد رادار خيلي كمتر از مقدار است كه از معادلات بالاتر پيش بيني مي‌شود، بعضي اوقات تا حد نصف مي باشد. دلائل زيادي براي اين كاهش نسبت به عملكرد واقعي وجود دارد كه در بخش ۲ شرح داده خواهند شد.

۳-۱-شماي بلوكي رادارو عملكرد آن

عملكرد يك رادار پالس نمونه را ميتوان با شماي بلوكي شكل (۲-۱) تشريح نمود

شكل(۲-۱) – شماي بلوكي يك رادار پالسي

فرستنده ممكن است يك نوسان ساز، شبيه يك مگنترون باشد كه بوسيله مدولاتور به گونه اي به آن پالس اعمال مي گردد (خاموش و روشن مي‌شود) كه يك قطار تكراري ازپالسها ايجاد نمايد. مگنترون تقريباً از پر استفاده ترين منابع مايكروويو در رادارها مي‏باشد. يك رادار نمونه براي كشف هواپيما در فواصل ۱۰۰ الي ۲۰۰ مايل دريايي ممكن است نياز به توان حداكثري حدود يك مگاوات (يا توان متوسط حدود چند كيلو وات)، پهناي پالسي حدود چند ميكروثانيه و تواتر تكرار پالسي حدود چند صد پالسي در ثانيه داشته باشد. شكل موج ايجاد شده توسط فرستنده، به وسيله يك خط انتقال به آنتن منتقل مي گردد و از آنجا در فضا منتشر مي گردد. معمولاً يك آنتن براي هم فرستندگي و هم گيرندگي به كار مي رود، در اين صورت گيرنده بايد در مقابل صدمات ناشي از توان بالاي فرستنده حفظ شود اين كار توسط دوپلكسر (Duplexer) انجام مي گيرد. وظيفه ديگر دوپلكسرهدايت امواج برگشتي به طرف گيرنده و جلوگيري از رسيدن آن به فرستنده است.

دوپلكسر ممكن است شامل دو لامپ تخليه گازي يكي به نام TR (Transmit- Receive) (فرستنده- گيرنده) و ديگري ATR (Anti-Transmit-Receive) آنتي فرستنده- گيرنده باشد. TR درزمان ارسال از گيرنده حفاظت مي كند و ATR در زمان دريافت، موج برگشتي را به طرف گيرنده هدايت مي نمايد.سر كولاتورهاي فريتي حالت جامد (Solid State Ferrite Circulators) و حفاظت كننده‏هاي گيرنده با لامپ گاز پلاسما TR و يا محدود كننده هاي ديودي نيز به عنوان دوپلكسر به كار برده مي‌شود.

گيرنده معمولاً ازنوع سوپر هترودين (Super Heterodyne) است. اولين طبقه آن ممكن است يك تقويت كننده كم نويز نظير يك تقويت كننده پارامتر يا تراتزيستوري كم نويز باشد. ليكن هميشه كاربرد يك تقويت كننده كم نويز در اولين طبقه مناسب رادار نمي باشد. ورودي گيرنده مي تواند فقط يك طبقه مخلوط كنده (Mixer) باشد، خصوصاً دررادارهاي نظامي كه بايد در يك محيط  پر از نويز كار كنند. با وجودي كه يك گيرنده با ورودي  و خروجي كم نويز كم نويز خيلي حساس تر است ليكن ورودي مخلوط كننده مي تواند داراي محدوده كار (Dynamic Range) بزرگتر، حساسيت كمتر از مقابل اضافه بار و آسيب پذيري كمتر در مقابل تداخل الكترونيكي باشد.

مخلوط كننده و نوسانگر محلي Local Oscillator (LO) سيگنال RF را به فركانس مياني (IF) تبديل مي كنند. براي نمونه يك تقويت كننده IF براي يك رادار كنترل كننده ترافيك هوايي ممكن است داراي فركانس مركزي MHz 30 يا MHz 60 و پهناي باندي حدود يك مگاهرتز باشد. تقويب كننده IF فوق بايد نظير يك فيلتر تطبيق شده طرح گردد به عبارت ديگر تابع تبديل پاسخ فركانسي آن – H(f)- بايد نسبت پيك سيگنال به توان متوسط نويز در خروجي را ماكزيمم كند و اين وقتي اتفاق مي افتد كه اندازه تابع تبديل پاسخ فركانس H(F) برابر اندازه طيف سيگنال برگشتي (S(f)) و طيف فازي فيلتر تطبيق شده اش برابر منهاي طيف فازي سيگنال برگشتي باشد  در يك رادار كه شكل موج سيگنال آن تقريبا يك پالس مستطيلي است وقتي كه حاصل ضرب پهناي باند IF يعني B درپهناي پالس  در حدود يك باشد، يعني  مشخصه فيلتر ميان گذر IF طرح شده نزديك به فيلتر تطبيقي خواهد بود.

پس از ماكزيمم كردن نسبت سيگنال به نويز در تقويت كننده IF مدولاسيون پالسي دومين آشكار ساز استخراج و توسط تقويت كننده تصويري به سطحي كخه معمولا روي يك لامپ اشعه كاتدي CRT قابل نمايش باشد تقويت مي گردد.

سيگنالهاي زماني هم براي مشخص كردن فاصله صفر روي نمايشگر به كار گرفته مي‏شوند. اطلاعات زاويه اي از جهت آنتن استخراج مي گردد. معمولترين فرم نمايشگر لامپ با اشعه كاتدي از نوع PPI (Plan Position Indicator) است ( شكل ۳-۱ الف) كه در مختصات قطبي محل هدف را بر حسب فاصله و زاويه افق (Azimuth) نشان مي دهد. نمايش فوق يك نمايش با مدولاسيون شدت (Intensity-Modulated) است به طوري كه دامنه خروجي گيرنده شدت شعاع الكتروني را مدوله مي كند و شعاع الكتروني از مركز لامپ به طرف بيرون جاروب ميشود. پرتوها همراه با چرخش آنتن تغيير زاويه مي دهند. صفحه نشان دهنده B (B-Scope) نمايشگري است شبيه به PPI كه مختصات مستطيلي را بجاي قطبي براي نمايش دهنده A است كه در شكل (۳-۱ب)نشان داده شده است.

تحقیق اصول كلي رادار و عملكرد آن

نوشته تحقیق اصول كلي رادار و عملكرد آن اولین بار در فايل مارکت – بازار فايل پدیدار شد.

لطفا از لينک زير دانلود کنيد

دانلود 

فايل

تحقیق ابزار برقي نيمه هادي

تحقیق ابزار برقي نيمه هادي

۱-۳۰ ابزار برقي نيمه هادي

دوران جديد از علم الكترونيك هيدروليكي برقي با معرفي تراستورها در اواخر دهه ۱۹۵۰ آغاز شد. امروزه انواع مختلفي از ابزار برقي و هيدروليكي براي كاربرد در فركانس ها و قدرت هاي بالا در دسترس وجود دارد. برجسته ترين ابزار برقي و هيدروليكي تراستورهاي محل ورود گيت و خروج روشن خاموش ترانزيستور هاي دارلينگتون هيدروليكي برقي و ترانزيستورهاي دوقطبي گيت روكشدار شده (iGBIs) مي بشند. ابزار هيدروليكي قبرقي نيمه هادي مهمترين عناصر عملكردي در تمامي كاربردهاي تبديل قدرت برق محسوب مي شود.

ابزار برقي اساساً به عنوان سوئيچ هايي براي تبديل قدرت از يك شكل به شكل يديگر به كار برده مي شوند. آنها در سيتسم هاي كنترل موتوري ذخاير برقي متداوم انتقال جريان مستقيم با ولتاژ بالا ذخاير قوه گرم سازي القايي و در بسياري از ساير كاربردهاي تبديل قدرت به كار برده مي شوند. بررسي ويژگي هاي اصلي اين ابزارهاي موتوري در اين فص آمده است.

تيراستور و تراياك (مهار نيرو)

از تراستورها همچنين يك كننده گاهي كنترل شونده سيليكوني نام برده مي شود. كه اساساً يك دستگاه pnpn هم كنشگر سه قسمتي چهار لايه مي باش.د كه داراي ۳ ترمينال يا پايانه مي باشد:

آند، كاتد و گيت محل ورودي، خروجي اين دستگاه به واسطه ايجاد يك پالس كوتاه در مسير گيت و كاتد روشن مي شود.

به محض روشن شدن دستگاه گيت كنترل خود را براي خاموش كردن دستگاه از دست مي دهد. و خاموش شدن به واسطه ايجاد ولتاژ برعكس در آند و كاتد رخ مي دهد. شكل تراستور و ويژگي هاي ولتاژ آمپر آن در نمودار ۳۰۰۱ آمده است. اصولاص ۲ طبقه بندي در مورد تيراستورها وجود دارد: دستگاه حركت برگردان (كه جريان متناوب را به جريان مستقيم تبديل مي كند و حركت وارون مي سازد كه جريان مستقيم را به متناوب تبديل مي كند) تفاوت ميان يك دستگاه تيراستور برگردان و وارون ساز زمان پايين خاموش شدن دومي مي باشد. تيراستورهاي برگردان پايين است و در كاربردهاي دگرسو سازي هاي طبيعي استفاده مي شوند. تيراستورهاي وارون ساز در كاربردهاي تبديل برق اضطراري همچون جاپرها dc-dc و وارون سازي dc-ac استفاده مي شوند. تيراستورهاي وارون ساز به ويسله تبديل جريان به صفر با استفاده از يك مدار خارجي تبديل برق خاموش مي شوند. و اين امر مستلزم اجزاي سازنده تبيدل برق اضافي مي باشد. از اين رو خسارات اضافي در دستگاه وارون ساز جريان را موجب مي شود.

تيراستورها در شرايط جريان هاي موقتي و قابليت dv/dt بسيار قوي و نيرومند عمل مي كنند. ولتاژ پيشين در تيراستورها حدود ۵/۱ تا ۲ ولت مي باشد. و حتي در جريان هاي بيشتر در ترتيب A1000 اغلب به ۳ ولت هم مي رسد.

هنگامي كه ميكروولتاژ پيشين كاهش برق دستگاه را در هر جريان ايجاد شده مشخص مي كند كاهش برق تغيير يافته تبديل به فاكتور مسلمي براي تحت تاثير قرار دادن دماي هم كنشگر و بخش نيم رسانا در فركانس هاي بسيار بالا م يشود. به همين علت ماكزيمم فركانس هاي متغير ممكن كه از تيراستورها استفاده مي كنند، در مقايسه با ساير دستگاه هاي برقي كه در اين فصل به آنها اشاره شده است محدودتر مي باشد.

تيراستورها داراي قابليت و توان مقاوم I2t مي باشند و به وسيله فيزوها محافظت مي شوند. قابليت جريان فراتاخت بدون تكرار تيراستورها حدود ۱۰ برابر جريان زاويه چهارگوشي دار ميانگين ريشته رده بندي شده آنها مي باشد. (rms) آنها بايد توسط شبكه هاي اتصالي سربالايي به دليل تاثيرات
di/d+ , dv محافظت شوند. اگر dr/dt مشخص شد. افزايش يابد تيراستورها ممكن است هدايت جريان را بدون استفاده يك پالس گيت (محل خروج و ورود) شروع كنند. در كاربردهاي تبديل جريان dc به ac لازم است از يك ديود غير موازني با ميزان سرعت و براورد يكسان و مشابه در طول مسير هر يك از تيراستورهاي اصلي استفاده كنيد. تيراستورها تا v 6000 و A 3500 قابل دسترسي و استفاده هستند.

يك تراياك  در واقع به طور عملكرد يك جفت از تيراستورهاي برگردان جريان كه به طور غيرعادي با هم مرتبط اند مي باش.د شكل تراياك و ويژگي هاي ولت آمپر آن در نمودار ۳۰۰۲ نمايش داده شده است. بعلت تلفيق و يكي سازي، تراياك از ويژگي dr/dt دوباره به كار برده شده ضعيف، حساسيت ضعيف جريان گيت ورودي و خروجي در زمان روشن بودن دستگاه طولاني تر بودن مدت زمان خاموشي برخوردار مي باش.د تراياك اساساً در كاربرد هاي كنترل فاز همچون تنظيم كننده ac براي روشن كردن و كنترل فن و همچنين در رله هاي حالت جامد به كار برده مي شوند.

تيراستورهاي خاموش كننده گيت: (GTO)

GTO در واقع ابزار برقي مي باشند كه با يك پالس كوتاه جريان گيت روشن شده و به واسطه ايجاد يك پالس گيت برعكس جريان خاموش مي شوند. اين دامنه نوسان جريان بالعكس گيت بستگي به جريان آندي دارد كه خاموش مي شود. بنابراين نيازي به يك مدار دگرسو سازي خارجي براي خاموش كردن آن نيست. زيرا خاموش شدن به واسطه ميان پر زدن مستقيم رساناگر ها به مدار گيت تامين مي شود و زمان خاموش شدن آن بسيار كوتاه مي باشد. در نتيجه قابليت بيشتري نسبت به ترانزيستورها براي عملكرد با فركانس بالا در اخترا قرار مي دهد. نماد GTO و ويژگي هاي خاموش شدنش در نمودار ۳۰٫۳ نشان داده شده است.

GTO دااراي قابليت و توانايي مقاوم I2t مي باشد و در نتيجه با فيزوهاي نيم هادي قابل محافظت هستند. براي قابل اطمينان بودن عملكرد GTO جنبه هاي حياتي و مهم طراحي مناسب از مدار خاموش كردن گيت و مدار اتصالات سربالايي آن مي باشد.

  • يك GTO از دريافتي جريان خاموش كردن ضعيفي بنا به تعريف ۴ به ۵ برخوردار است. بعنوان مثال يك جريان اوج ۲۰۰۰ آمپري GTO ممكن است مستلزم يك جريان ۵۰۰ آمپري از جريان گيت بالعكس باشد. همچنين در يك GTO تمايل به جفت شدن در دماهايي بالاتر از ۱۲۵ درجه دارد. GTO تا جريان هاي حدود ۴۵۰۰ و ۲۵۰۰A قابل دسترسي هستند.

تيراستورهاي بالعكس كننده جريان (RCT) و يكسو كننده كنترل شونده سيليكوني نامتقارن (ASCR) معمولا در كاربردهاي وارون سازي جرياني، يك ديود در حالت غير موادي به تيراستور براي اهداف تبديل جريان برق آزادسازي جريان متصل مي شود. در RCT ها ديود با يك تيراستور تعويض متغير جريان سريع در كي تراشه سيليكوي تك ادغام شده است. بنابراين شمار ابزار موتوري و برقي قابل كاهش است.

اين ادغام و تركيب منجر به بهود و پيشرفت ويژگي هاي ديناميكي و استاتيكي راهي تندكارايي عملكرد نهايي مدار آن مي شود. RTC ها اساساً براي كاربردهاي خاصي همچون كشش طراحي شده اند. ديود ناموازي ولتاژ بالعكس را در مسير تيراستور از ۱ به ۲۰ ولت تغيير محدود مي كند. همچنين به خاطر عمل احيا بالعكس ديودها ممكن است زماني كه ديود از ولتاژ بالعكس خود دوباره پوشانده مي شود تيراستور دوباره به كار برده شده در حد بسيار بالا به نظر آيند.

اين امر استفاده وسيع شبكه هاي RC بزرگ و وسيع را براي حذف كردن ولتاژهاي موقتي و گذرا ضروري ساخته است. همينطور كه دامنه كاربرد تيراستورها و ديودها به فركانس هاي

تحقیق ابزار برقي نيمه هادي

نوشته تحقیق ابزار برقي نيمه هادي اولین بار در فايل مارکت – بازار فايل پدیدار شد.

لطفا از لينک زير دانلود کنيد

دانلود 

فايل