Слайд 2
Преобразователь частоты — радиоэлектронное устройство для преобразования электрического (электромагнитного)
сигнала путём переноса его спектра на некоторый интервал по
оси частот.
Слайд 3
Схема любого преобразователя частоты состоит из силовой и
управляющей частей. Силовая часть преобразователей обычно выполнена на тиристорах
или транзисторах, которые работают в режиме электронных ключей. Управляющая часть выполняется на цифровых микропроцессорах и обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач (контроль, диагностика, защита).
Слайд 4
Исторически первыми появились преобразователи с непосредственной связью, в
которых силовая часть представляет собой управляемый выпрямитель и выполнена
на не запираемых тиристорах. Система управления поочередно отпирает группы тиристоров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети.
Слайд 5
выходное напряжение преобразователя формируется из «вырезанных» участков синусоид
входного напряжения. показан пример формирования выходного напряжения для одной
из фаз нагрузки. На входе преобразователя действует трехфазное синусоидальное напряжение uа, uв, uс. Выходное напряжение uвых имеет несинусоидальную «пилообразную» форму, которую условно можно аппроксимировать синусоидой (утолщенная линия).
Слайд 6
Применение
Преобразователь частоты применяется, главным образом, в супергетеродинных радиоприёмниках, а
также в различных радиоизмерительных приборах — селективных вольтметрах, анализаторах спектра, модулометрах и девиометрах,
установках для измерения ослаблений. Его применение в этих случаях позволяет снизить рабочую частоту основного тракта усиления и селекции сигнала (тракта ПЧ), также сделать этот тракт неперестраеваемым, то есть, для настройки радиоприёмника на разные несущие частоты изменяется.Частота преобразователя, несущая частота выходного сигнала, называемая промежуточной частотой (ПЧ), остаётся неизменной. Кроме выработки сигнала ПЧ преобразователь может использоваться и в других случаях, например, ультразвуковых линиях задержки электромагнитного СВЧ-сигнала.
Слайд 7
Достоинства
- практически самый высокий КПД относительно других преобразователей
(98,5% и выше),
- способность работать с большими напряжениями и
токами, что делает возможным их использование в мощных высоковольтных приводах,
- относительная дешевизна, несмотря на увеличение абсолютной стоимости за счет схем управления и дополнительного оборудования.
Слайд 8
Устройство и принцип действия
Функционально преобразователь частоты включает в
себя три составные части:
гетеродин
смеситель
выходной полосовой фильтр
Слайд 9
Гетеродин представляет собой генератор сигнала синусоидальной формы, настраиваемый,
либо с фиксированной частотой.
Слайд 10
Смеситель — основная часть преобразователя, нелинейное электронное устройство,
в котором происходит образование нужного спектра.
Принцип действия смесителя состоит в том, в результате нелинейных процессов образуются комбинационные гармоники, частоты которых равны разностям или суммам частот гармоник входных сигналов, либо частот кратных частотам исходных гармоник.
Слайд 11
Полосовой фильтр — линейная система и может быть представлен в
виде последовательности, состоящей из фильтра нижних частот и фильтра верхних частот.
Электрическая
принципиальная схема полосно-пропускающего фильтра
Полосно-пропускающий фильтр —
фильтр, который пропускает частоты, находящиеся в некоторой полосе частот.
Слайд 12
Идеальные полосовые фильтры характеризуются двумя характеристиками
нижняя частота среза ωC1;
верхняя частота среза ωC2.
Реализация полосового
фильтра характеризуется шестью характеристиками:
нижняя граница частоты пропускания ωP1;
верхняя граница частоты
пропускания ωP2.
нижняя граница частоты задержания ωS1;
верхняя граница частоты задержания ωS2;
максимальное подавление в полосе пропускания RP;
минимальное подавление в полосе подавления RS.
Слайд 13
Характеристики преобразователей частоты
По частотным свойствам возможны два варианта
преобразователей
С перестраиваемым гетеродином и фиксированным значением несущей выходного сигнала
— наиболее распространённый вариант, используемый в радиоприёмных и измерительных устройствах. Частотными параметрами в этом случае являются: диапазон перестройки гетеродина (и следовательно диапазон входных сигналов) и значение несущей выходного сигнала (ПЧ)
С фиксированным гетеродином — используется в специальных случаях, в качестве частотных параметров при этом будут: допустимые значения частоты входного сигнала и значение величины переноса спектра