간단한 AF 발생기. 계획, 설명

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주요 기술적 특성은 다음과 같습니다.

주파수 범위, kHz ..... 0,01 ...100
(하위 범위: 0,01...0,1; 0.1...1; 1...10 및 10...100)
하위 대역에서 고조파 계수, %, kHz:

0,01-0,1;
0,15-0,3;
0,1...1 - 0,04...0,05;
1...10 - 0,04...0,1;
10...100 - 0,06...0,4

주파수 응답 불균일, dB, 더 이상 ..... ±0,5
출력 전압, V.. .1,2,3,4
출력 임피던스, 옴 600

라디오 아마추어 실험실에서 가장 필요한 장치 중 하나는 AF 정현파 발진 발생기로 정당하게 분류될 수 있습니다. 아마추어 무선 문헌에서 가장 자주 발생기는 포지티브 피드백 회로의 소위 Wien 브리지로 설명되며 일반적으로 이중 가변 저항기로 조정 가능합니다. 불행하게도 이러한 발생기의 명백한 단순성에도 불구하고 아마추어 조건에서 이를 복제하는 것은 쉽지 않습니다. 특히 측정 신호의 비선형 왜곡에 대한 증가된 요구 사항을 고려할 경우 더욱 그렇습니다. 왜곡을 줄이고 전체 범위에 걸쳐 주파수 튜닝 요소의 저항 동일성을 유지하려면 매우 정밀한 이중 가변 저항기를 사용해야 하며 대부분의 무선 아마추어는 사실상 접근할 수 없습니다. 일반적으로 다양한 안정화 회로(비선형 분배기, AGC)를 도입하여 신호 품질을 향상시키려는 시도는 다른 매개변수를 희생하면서 일부 매개변수의 개선으로 이어집니다.

독자들의 관심을 끈 측정 발생기[1]는 하나의 가변 저항으로 조정이 가능하고 기술적 특성이 상당히 우수하며 설정이 쉽습니다.

간단한 AF 생성기. 단순화된 발전기 회로도
그림. 1

발전기의 간단한 회로도가 그림 1에 나와 있습니다. 1. 연산 증폭기 DA1 및 요소 R3 - R1, C1에는 문헌에 설명된 널리 사용되는 조정 가능한 위상 천이기가 조립되어 커패시터 C1의 커패시턴스와 저항의 비율에 의해 결정되는 신호 위상 천이를 도입합니다. 저항 R1의 위상 시프터의 출력에서 신호는 온도 및 비이상적인 연산 증폭기 매개변수와 같은 불안정 요인의 영향을 보상하는 진폭 안정화 회로 EL4RXNUMX로 이동합니다.

일반적인 반전 증폭기는 연산 증폭기 DA2와 저항 R5 - R7을 사용하여 만들어집니다. 이로 인해 발생하는 위상 변이는 일정하며 180°와 같습니다. 트리머 저항 R6은 필요한 출력 신호 레벨을 설정하는 데 사용됩니다.

연산 증폭기 DA2의 캐스케이드 입력 저항이 있는 커패시터 C1는 신호의 위상을 각도만큼 추가로 이동시키는 회로를 형성합니다. 이 각도는 이 캐스케이드에 의해 도입된 위상 변이와 합산하여 180°입니다.

따라서 생성 발생 조건 중 하나인 위상 균형이 충족됩니다.

발전기의 전체 회로도는 그림 2에 나와 있습니다.

간단한 AF 발생기. 발전기의 개략도
그림. 2

조정 가능한 위상 시프터는 연산 증폭기 DA1에 조립됩니다. 출력 신호는 트랜지스터 VT1에서 만들어진 이미 터 팔로워로 이동합니다. 이 캐스케이드는 낮은 부하 저항에서 발전기의 정상적인 작동을 위한 조건과 발전기 출력에서 신호 전압을 조절하는 데 사용되는 백열 램프 EL1-EL3 및 트리밍 저항 R13으로 구성된 진폭 안정화 회로를 생성합니다. 발생기는 스위치 SA1을 사용하여 한 하위 대역에서 다른 하위 대역으로 전환되고 필요한 신호 주파수는 가변 저항 R3으로 설정됩니다.

저항 R13의 모터에서 신호는 반전 증폭기(연산 증폭기 DA2)로 공급되며, 그 전송 계수는 저항 R16 및 R14의 저항 비율에 의해 결정됩니다. 후자에 병렬로 연결된 R15C10 회로는 연산 증폭기의 기생 위상 변이의 영향을 보상하여 더 높은 주파수 영역에서 저항 R3 저항의 함수로 주파수 변화의 특성과 규모를 보존할 수 있습니다. 작동 범위의. (그런데 이 회로의 도입으로 연산 증폭기 DA2를 덮고 있는 OOS 회로의 저항 저항을 변경할 수 없게 되었기 때문에 출력 신호 전압 조정기를 진폭 안정화 회로에 포함시켜야 했습니다.)

커패시터 C13은 R15C10 회로 도입으로 인해 고주파수에서 주파수 응답이 약간 증가한 것을 보상하고 이러한 주파수에서 비선형 신호 왜곡을 줄입니다.

발전기의 출력 전압은 스위치 SA2에 의해 설정되어 부하를 분배기 R7-R11의 하나 또는 다른 부분에 연결합니다. 필요한 경우 트랜지스터 VT1의 이미 터 회로에 해당 수의 저항을 포함하여 출력 전압 값의 수를 다른 값으로 선택할 수 있습니다. 이 저항기의 총 저항은 150Ω을 초과해서는 안 됩니다.

세부 사항 및 디자인

위상 천이기 및 반전 증폭기에 다양한 유형의 연산 증폭기를 사용하는 이유는 우수한 발생기 안정성과 함께 충분히 넓은 작동 주파수 범위를 확보해야 하기 때문입니다. K574UD1 시리즈의 연산 증폭기 140개를 사용하는 경우 발생기는 더 높은 주파수에서 기생 자기 여기가 발생하기 쉽고 K8UD20 시리즈의 연산 증폭기를 두 단계 모두에서 사용하는 경우 작동 범위의 상한 주파수를 이상으로 높일 수 없습니다. XNUMXkHz.

KT807B 트랜지스터는 KT815, KT817 시리즈 중 하나로 대체할 수 있습니다. 어떤 경우에도 이미터 트랜지스터는 냉각 표면적이 최소 50cm인 방열판에 장착되어야 합니다.².

주파수 튜닝 요소(R3)로 SP4-2Ma 또는 SP3-23a 브랜드의 가변 저항을 사용하는 것이 좋습니다. 스케일의 비선형성을 줄이려면 이 저항기는 그룹 B에 속해야 합니다. 그에 따라 그룹 B의 저항기를 켜서 사용할 수도 있지만 이 경우 엔진을 시계 반대 방향으로 돌릴 때 주파수가 증가합니다(이는 다음에 적용됩니다). SP4-2Ma 저항기). 트리머 저항 R13-SP4-1, SPZ-16a, SP5-16V.

스위치 SA1, SA2 - 모든 비스킷 또는 푸시 버튼(예: 종속 고정이 있는 P2K).

가능한 가장 작은(적어도 표준화된) TKE를 사용하여 주파수 설정 회로의 커패시터 C1 - C8을 가져와 오류가 + 이하인 쌍(C1 및 C2, C3 및 C4 등)으로 선택하는 것이 좋습니다. 2%. 이렇게 하면 한 하위 범위에서 다른 하위 범위로 이동할 때 생성된 진동의 진폭에 필요한 일정성이 보장됩니다.

최소 4mA의 전류와 15mV 이하의 리플 전압에서 출력 전압이 15-200V 및 -25V인 안정화된 소스는 발전기에 전력을 공급하는 데 적합합니다(이러한 요구 사항은 예를 들어 다음과 같이 완전히 충족됩니다. [2]에 설명된 장치).

발전기 설정 트리밍 저항 R13을 사용하여 출력 전압을 4V로 설정하여 시작하십시오(스위치 SA1은 "I" 위치에 있고 SA2는 "4V" 위치에 있음). 그런 다음 가변 저항 R3의 슬라이더를 다이어그램에 따라 상위 위치(하위 범위의 하한 주파수에 해당)로 설정하고 저항 R1을 선택하면 생성 주파수가 10과 동일하게 달성됩니다. 그 후 출력 전압을 측정하고 필요한 경우 4V와 동일하게 설정합니다(동일한 저항 R13 사용).

다음으로 가변 저항 R3은 다이어그램에 따라 더 낮은 위치로 이동하고 저항 R2를 선택하면 100Hz의 발진 주파수가 달성됩니다. 그런 다음 스위치 SA1을 "IV" 위치로 설정하고 저항 R15를 출력 신호의 주파수가 100kHz가 되도록 저항으로 선택합니다.

작동 범위의 더 높은 주파수에서 발생기의 주파수 응답 불균일성이 +13dB를 초과하지 않도록 하기 위해 커패시터 C0,5이 선택되었습니다.

문학

소련 저작권 증명서, No. 1327263(게시판 "발견, 발명...", 1987, No. 28).
Shityakov A., Morozov M., Kuznetsov Yu. OU의 전압 안정기.-Radio, 1986, No. 9, p. 48.

저자: E. Nevstruev; 간행물: cxem.net

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수소 저장 - 에너지 안보로 가는 길 15.04.2012

지멘스 전문가에 따르면 거대한 수소 저장 시설은 독일의 에너지 안보를 보장하고 태양열 및 풍력 발전소의 대규모 사용으로 전환하는 유일한 방법입니다.

독일이 2020년까지 전력의 80분의 2050, XNUMX년까지 최대 XNUMX%를 재생 가능한 에너지원에서 얻으려는 야심찬 계획을 실현하려면 엄청난 양의 전기를 저장할 방법을 찾아야 합니다. 그렇지 않으면 태양광 패널 및 풍력 터빈과 같은 재생 가능 소스의 불안정한 에너지 출력을 보상하는 것이 불가능합니다. Siemens는 오늘날 이를 위한 적합한 기술이 물의 전기분해와 수소 연료의 생산이라는 단 하나뿐이라고 믿습니다. 수소는 가스 화력 발전소에서 전기로 변환될 수 있으며 자동차와 비행기 연료로도 사용할 수 있습니다.

오늘날 수소 생산은 비효율적입니다. 에너지의 2분의 3가 전기분해와 후속 수소 연소 중에 낭비됩니다. 그러나 독일의 대규모 계획을 이행할 수 있는 다른 허용 가능한 방법은 없으며 Siemens는 자체 수소 에너지 개념을 제공합니다. 지속 가능한 전원 공급 장치가 필요한 기존의 산업용 전해조와 달리 새로운 Siemens 시스템은 풍차와 태양 전지판의 변동하는 전력을 처리할 수 있습니다. 이것은 오늘날 자동차 연료 전지에 사용되는 것과 유사한 양성자 교환 막을 기반으로 합니다. Siemens 전해조는 XNUMX-XNUMX배의 전력 변동을 처리할 수 있으며 특히 바람이 많이 부는 날의 풍차 전력 서지에 이상적입니다.

후자는 전력선의 불충분한 용량으로 인해 풍차에서 생성된 에너지의 약 20%를 손실하기 때문에 특히 관련이 있습니다. 이제 이 에너지를 저장할 곳이 없습니다. 전기를 절약하는 가장 저렴한 방법은 물을 높은 높이로 펌핑한 다음 낮추어 터빈 발전기를 작동시키는 것입니다. 그러나 이 방법은 산악 지역에만 적합하므로 평평한 독일에서는 이 방법의 도움으로 약 40기가와트시만 "펌핑"됩니다. 이는 바람이 많이 불고 맑은 날 한 시간 동안 얼마나 많은 풍차와 태양 전지판을 생성할 수 있는지입니다.

현대의 배터리는 비싸고 부피가 커서 밤이나 조용한 낮에 독일이 필요로 하는 엄청난 양의 에너지를 저장하는 문제를 해결할 수 없습니다.

Siemens는 독일이 85% 재생 가능하려면 30000기가와트시의 에너지를 저장해야 한다고 계산합니다. Siemens는 자사의 전해기가 이 에너지를 약 60%의 효율로 수소로 변환할 수 있을 것이라고 주장합니다. 결과 에너지 양에서 수소를 전기로 역변환하는 동안 손실에 대해 다른 40%를 제거해야 합니다. 따라서 풍차와 태양 전지판의 "자유" 에너지의 XNUMX/XNUMX만 손실됩니다. 발전소에 필요한 수소는 지하 동굴에 저장했다가 기존 가스관이나 특수관을 통해 운반할 수 있다.

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