Диференциално усилване, диференциална фаза. Диференциално сигнално окабеляване

Появата на горещи точки се характеризира с повишаване на температурата заобикаляща среда... Следователно в системите обратното пожароизвестяваненай-често използван топлинни детектори.

В началния етап те са в състояние да идентифицират огнища на пожар, което дава възможност да се вземат навременни мерки за отстраняването им. Въпреки това, на пазара такива сензори са представени в различни модификации.

За да изберете правилния за конкретна стая, си струва да научите колкото е възможно повече за тях.

Дизайнерски характеристики на устройството

Какво е детектор? Това е термочувствителен елемент, затворен в пластмасова кутия... Принципът на действие на най прости моделивъз основа на затваряне / отваряне на контакти, което води до образуване на сигнал.

За да работи устройството, температурата на околната среда трябва да се повиши над праговата стойност на устройството.

По време на работа такива топлинни детектори не консумират ток. Те се наричат ​​пасивни. Те използват определена сплав като термоелемент. Преди това тези сензори бяха за еднократна употреба и не можеха да бъдат възстановени, но днес се появиха модели за многократна употреба. В тях, под влияние на температурата, биметалният елемент, променяйки формата си, влияе върху контакта.

Има магнитно контролирани проби. Постоянният магнит, разположен в тях, променя свойствата си в резултат на нагряване, което води до работата на устройството.

При избора на топлинен детектор за помещение е необходимо праговата стойност на температурата за тях да е поне с 10°C по-висока от средната за сградата.Така се избягват фалшиви аларми.

Видове устройства и техните характеристики

Всяко устройство е предназначено за определена контролирана зона. По естеството на откриването му върху:

• Точка
• Линеен

Пожарните детектори на топлинна точка от своя страна се произвеждат в два вида:

• Максимум
• Диференциал

Работата на първия се основава на промяната в състоянието на термоелемента, когато температурата се повиши до праговата стойност. Трябва да се отбележи, че за задействане е необходимо преди техническа характеристикасамият детектор е загрял. И това ще отнеме известно време.

Това е очевиден недостатък на устройството, тъй като не позволява откриване на пожар в началния етап. Тя може да бъде елиминирана чрез увеличаване на броя на сензорите, разположени в една стая, както и чрез използване на други видове сензори.

Диференциалните топлинни детектори са проектирани да проследяват скоростта, с която се повишава температурата. Това направи възможно намаляването на инерцията на устройството. В дизайна на такива сензори са включени електронни елементи, което се отразява в цената.

На практика най-често тези два вида се използват в комбинация. Такъв максимално диференциален пожароизвестител реагира не само на скоростта на повишаване на температурата, но и на нейния праг.

Линейни устройства или термични кабели са усукана двойкакъдето всеки проводник е покрит с термично съпротивителен материал. При повишаване на температурата губи свойствата си, което води до късо съединение във веригата и образуване на сигнал за пожар.

Термичният кабел е свързан вместо системния контур. Но има един недостатък - късо съединение може да бъде причинено не само от пожар.

За да се елиминират такива моменти, линейните сензори са свързани чрез интерфейсни модули, които осигуряват комуникацията му с аларменото устройство. Повечето от тях се използват в технологични асансьорни шахти и други подобни конструкции.

Производители - избор на най-добрия модел

Най-разпространено на вътрешен пазарпожарогасително оборудване намира топлинни сензори руски компании... Това се дължи както на характеристиките на алармените системи, регулаторни изисквания, и разумни цени за тях.

Най-популярни са топлинните пожароизвестители:

• Aurora TN (IP 101-78-A1) - Argusspektr
• IP 101-3A-A3R - Сибирски арсенал

Детекторът Aurora принадлежи към максималния диференциален конвенционален. Използва се за откриване на източници на пожар в помещение и предаване на сигнал към контролния панел.

Гледайте видеото за продукта:

Предимствата на този модел включват:

1. Висока чувствителност
2. Надеждност
3. Използване на микропроцесор като част от устройството
4. Лесен за поддръжка

Цената му е повече от 400 рубли, но напълно съответства на качеството на устройството.

Взривозащитени топлинни детектори IP 101-3A-A3R също се наричат ​​максимален диференциал. Предназначени са за използване в отопляеми помещения и могат да работят с DC и AC контури.

Предимствата на този модел включват:

• Електронна управляваща верига
• Наличието на LED индикатор, който ви позволява да контролирате работата на устройството
• Модерен дизайн

Цената на този модел е много по-ниска и възлиза на 126 рубли, което ги прави достъпни за широк кръг потребители.

Гледаме видео за взривозащитени продукти IP 101-7:

Има още много различни видове... Това е детектор, устойчив на топлинна експлозия и много други. Кой да изберете за конкретна стая зависи от различни фактори, които ще бъдат разгледани по-долу.

На какво да се фокусирате при избора?

Всеки топлинен сензор има определени характеристики за класификация. Те обикновено се отразяват в техническа документация... Ние изброяваме онези от тях, на които трябва да обърнете внимание:

1. Температура на реакция
2. Принцип на действие
3. Характеристики на дизайна
4. Инерция
5. Изглед на контролна зона

Например, за помещения с големи площи се препоръчва да се монтират термични пожароизвестители с линейна зона за откриване. Когато избирате устройство, не забравяйте да обърнете внимание на температурата на реакция, тя не трябва да се различава от средната с повече от 20 ° C. Острите капки са неприемливи в контролната зона, те могат да доведат до фалшиво задействане

Възможно ли е да се използват сензори навсякъде?

Има списък с документи, регламентиращи използването на противопожарно оборудване. Те показват, че топлинните детектори са приемливи за използване в повечето промишлени и жилищни съоръжения. Но в същото време има списък с помещения, където работата им е непрактична:

• изчислителни центрове
• стаи с окачени тавани

Диференциалното усилване, диференциалната фаза са индикации за линейното изкривяване на усилвателя. Диференциалното усилване се изразява в две величини, които представляват двете пикови амплитуди на подносещата спрямо амплитудата на подносещата на нивото на черно. Диференциалното усилване се изчислява от максималната и минималната амплитуди на стъпките на специалния тестов сигнал на изхода на демодулатора от осцилограмата на диференцирания сигнал, получен на изхода на измервателната диференцираща верига с времева константа 300 ns. Диференциалната фаза се изразява в две степени, които представляват двете пикови фази на подносещата спрямо фазата на подносещата на ниво черно. Стойността на диференциалната фаза се изчислява като разликата между максималната и минималната фаза на насложения елемент 1 в диапазона от нива от черно до бяло. Съгласно EN 50083 във всеки телевизионен канал максималното диференциално усилване (от пик до пик) не трябва да надвишава 14%, а максималната диференциална фаза не трябва да надвишава 12%.
Други параметри включват входно и изходно съпротивление, консумация на енергия и захранващо напрежение, тегло и размери. Нека дадем за пример съкратените спецификации на два усилвателя - основния усилвател VX96 от WISI и универсалния усилвател DXE 853 GA от Teleste (Таблица 10.2). Параметрите, дадени в спецификацията, не трябва да се считат за стандартни, тъй като се отнасят до специфични моделиусилватели. И двата усилвателя имат честотен диапазон на прав канал от 47 - 862 MHz и са оборудвани с усилвателен модул с обратен канал. Усилвателите са оборудвани с локално или дистанционно захранване. Дистанционното захранване се подава през всеки сигнален порт или вграден вход за захранване и може да се излъчва във всяка посока. Усилвателят VX96 е проектиран да създава качествени секции на багажника. Изграден е около две хибридни микросхеми. Нискошумна Push Pull верига е инсталирана като входно стъпало, а мощна верига Push Pull или Power Double е инсталирана като изходно стъпало. Усилвателят DXE 853 GA може да се използва в магистрални и домашни разпределителни секции на кабелната мрежа и има два изхода, конфигурируеми чрез инсталиране на кранове. И двата усилвателя имат междустепенен регулируем еквалайзер и атенюатор, сменяеми диплексорни филтри и място за допълнителен еквалайзер и атенюатор (кабелен еквивалент).

Диференциалният усилвател е добре позната схема, използвана за усилване на разликата в напрежението между два входни сигнала. В идеалния случай изходният сигнал не зависи от нивото на всеки от входните сигнали, а се определя само от тяхната разлика. Когато нивата на сигнала на двата входа се променят едновременно, тогава такава промяна във входния сигнал се нарича синфаза. Диференциалният или диференциален входен сигнал също се нарича нормален или полезен. Добрият диференциален усилвател има високо отхвърляне на общ режим (CMRR), което е съотношението на изходния желан сигнал към изходния общ сигнал, като се приеме, че желаният входен сигнал и входният общ режим са еднакви по амплитуда. Обикновено KRR се измерва в децибели. Обхватът на входния сигнал в общ режим определя приемливите нива на напрежение, по отношение на които трябва да се промени входният сигнал.

Диференциалните усилватели се използват в случаите, когато слабите сигнали могат да бъдат загубени на фона на шум. Примери за такива сигнали са цифрови сигнали, пренасяни по дълги кабели (кабелът обикновено се състои от два усукани проводника), звукови сигнали(в радиотехниката терминът "балансиран" импеданс обикновено се свързва с диференциален импеданс от 600 ома), радиочестотни сигнали (двужилен кабел е диференциален), напрежения на електрокардиограма, сигнали за четене на информация от магнитна памет и много други .

Ориз. 2.67. Класически транзисторен диференциален усилвател.

Диференциалният усилвател на приемащия край възстановява оригиналния сигнал, ако общият шум не е много голям. Диференциалните стъпала се използват широко при конструирането на операционни усилватели, които ще разгледаме по-долу. Те играят важна роляпри разработване на DC усилватели (които усилват честотите до DC, т.е. не използват кондензатори за междустъпално свързване): тяхната симетрична верига е присъщо адаптирана да компенсира температурния дрейф.

На фиг. 2.67 показва основната схема на диференциален усилвател. Изходното напрежение се измерва на един от колекторите по отношение на земния потенциал; такъв усилвател се нарича еднополюсна изходна верига или диференциален усилвател и е най-широко използваният. Този усилвател може да се разглежда като устройство, което усилва диференциален сигнал и го преобразува в едностранен сигнал, който може да се управлява от конвенционални схеми (повторители на напрежение, източници на ток и т.н.). Ако е необходим диференциален сигнал, тогава той се отстранява между колекторите.

Каква е печалбата на тази верига? Лесно е да се изчисли: да кажем, че към входа се прилага диференциален сигнал, докато напрежението на вход 1 се увеличава с известно количество (промяна на напрежението за малък сигнал по отношение на входа).

Докато и двата транзистора са в активен режим, потенциалът на точка А е фиксиран. Коефициентът на усилване може да се определи както в случая на еднотранзисторен усилвател, ако забележите, че входният сигнал се оказва два пъти приложен към връзката база-емитер на всеки транзистор:. Съпротивлението на резистора обикновено е малко (100 ома или по-малко), а понякога този резистор отсъства изобщо. Диференциалното напрежение обикновено се усилва няколкостотин пъти.

За да се определи коефициентът на усилване на сигнала в общ режим, едни и същи сигнали трябва да бъдат приложени към двата входа на усилвателя. Ако внимателно разгледате този случай (и не забравяйте, че и двата тока на емитера протичат през резистора), ще получите. Пренебрегваме съпротивлението, тъй като резисторът обикновено се избира голям - съпротивлението му е поне няколко хиляди ома. Всъщност съпротивата също може да бъде пренебрегната. KRR е приблизително равен. Типичен пример за диференциален усилвател е веригата, показана на фиг. 2.68. Да видим как работи.

Съпротивлението на резистора е избрано така, че токът на покой на колектора да може да бъде равен. Както обикновено, потенциалът на колектора е настроен на 0,5, за да се получи максимален динамичен обхват. Транзисторът няма колекторен резистор, тъй като неговият изходен сигнал се взема от колектора на друг транзистор. Съпротивлението на резистора е избрано така, че общият ток да е равен и равномерно разпределен между транзисторите, когато входният (диференциален) сигнал е нула.

Ориз. 2.68. Изчисляване на характеристиките на диференциален усилвател.

Съгласно току-що изведените формули, диференциалното усилване на сигнала е 30, а усилването на общ режим е 0,5. Ако изключим резисторите 1,0 kΩ от веригата, тогава коефициентът на усилване на диференциалния сигнал ще стане равен на 150, но входното (диференциално) съпротивление ще намалее от 250 на 50 kΩ (ако е необходимо за стойността на това съпротивление до бъде от порядъка на мегаома, тогава във входния етап е възможно да използвате транзистори Дарлингтън).

Припомнете си, че в усилвател с една верига със заземен емитер при изходно напрежение в покой от 0,5, максималното усилване е, където е изразено във волтове. В диференциален усилвател, максималното диференциално усилване (при наполовина по-малко, т.е. числено е равно на двадесеткратен спад на напрежението в колекторния резистор с подобен избор на работната точка.

Упражнение 2.13. Уверете се, че показаните съотношения са правилни. Проектирайте диференциален усилвател според вашите собствени изисквания.

Диференциалният усилвател може образно да се нарече "дълга опашка двойка", тъй като ако дължината на резистора е символе пропорционална на стойността на неговото съпротивление, веригата може да бъде изобразена, както е показано на фиг. 2.69. Дългата опашка определя отхвърлянето на сигнала в общ режим, а малките съпротивления на свързване между емитерите (включително вътрешните съпротивления на емитера) усилването на диференциалния сигнал.

Изместване с помощта на източник на ток.

Коефициентът на усилване в общ режим в диференциалния усилвател може да бъде значително намален чрез замяна на резистора с източник на ток. Това ще направи RMS съпротивлението много голямо и усилването в общ режим ще бъде намалено до почти нула. Представете си, че на входа действа общ сигнал; източникът на ток в емитерната верига поддържа общия емитерен ток постоянен и той (поради симетрията на веригата) се разпределя равномерно между двете колекторни вериги. Следователно сигналът на изхода на веригата не се променя. Пример за такава схема е показан на фиг. 2,70. За тази схема, в която се използват монолитна транзисторна двойка от типа (транзистори и) и източник на ток от типа, стойността на CMRR се определя от съотношението dB). Диапазонът на входния общ режим е ограничен до -12 и; долната граница се определя от работния обхват на източника на ток в емитерната верига, а горната граница се определя от напрежението на колектора в покой.

Ориз. 2,70. Увеличаване на KRR на диференциален усилвател с помощта на източник на ток.

Не забравяйте, че този усилвател, както при всички транзисторни усилватели, трябва да има DC вериги за отклонение. Ако например се използва кондензатор за междустъпална комуникация на входа, тогава трябва да бъдат включени заземени базови резистори. Друго предупреждение важи особено за диференциални усилватели без емитерни резистори: биполярните транзистори могат да издържат на обратно отклонение на връзката база-емитер от не повече от 6 V, след което настъпва пробив; следователно, ако към входа се приложи по-високо диференциално входно напрежение, входното стъпало ще бъде унищожено (при условие, че няма резистори на емитери). Емитерният резистор ограничава тока на пробив и предотвратява разрушаването на веригата, но характеристиките на транзисторите могат да се влошат в този случай (коефициент, шум и т.н.). И в двата случая входният импеданс намалява значително, ако възникне обратна проводимост.

Приложения на диференциални схеми в DC усилватели с еднополюсен изход.

Диференциалният усилвател може да работи перфектно като DC усилвател дори с небалансирани (еднопосочни) входни сигнали. За да направите това, трябва да заземите един от входовете му и да изпратите сигнал към другия (фиг. 2.71). Възможно ли е да се изключи "неизползван" транзистор от веригата? Не. Диференциалната верига компенсира температурния дрейф и дори когато един вход е заземен, транзисторът изпълнява някаква функция: когато температурата се промени, напреженията се променят със същото количество, докато няма промяна в изхода и баланса на веригата не се нарушава. Това означава, че промяната на напрежението не се усилва с коефициента Kdif (усилването му се определя от коефициента Ksinf, който може да бъде намален почти до нула). В допълнение, взаимната компенсация на напреженията води до факта, че на входа не е необходимо да се отчита спад на напрежението от 0,6 V. Качеството на такъв DC усилвател се влошава само поради несъответствието на напреженията или техните температурни коефициенти . Индустрията произвежда транзисторни двойки и интегрирани диференциални усилватели с много висока степенсъвпадение (например за стандартна съвпадаща монолитна двойка транзистори от n-p-n тип, отклонението на напрежението се определя от стойността или на месец).

Ориз. 2.71. Диференциалният усилвател може да работи като прецизен DC усилвател с еднополюсен изход.

В предишната диаграма можете да заземите всеки от входовете. В зависимост от това кой вход е заземен, усилвателят инвертира или не инвертира сигнала. (Въпреки това, поради наличието на ефекта на Милър, който ще бъде обсъден в раздел 2.19, схемата, показана тук, е за предпочитане за диапазона високи честоти). Представената схема е неинвертираща, което означава, че инвертиращият вход е заземен в нея. Терминологията на диференциалния усилвател се отнася и за операционните усилватели, които са същите диференциални усилватели с високо усилване.

Използване на текущо огледало като активен товар.

Понякога е желателно едностепенният диференциален усилвател, като обикновен заземен усилвател с емитер, да има високо усилване. Хубаво решениедава използването на токово огледало като активен товар на усилвателя (фиг. 2.72). Транзисторите образуват диференциална двойка с източника на ток във веригата на емитера. Транзисторите, образуващи текущото огледало, действат като колекторен товар. Това осигурява висока стойност на съпротивлението на натоварването на колектора, поради което усилването на напрежението е 5000 и по-високо, при условие че няма натоварване на изхода на усилвателя. Такъв усилвател се използва като правило само във вериги, покрити от контур. обратна връзка, или в компаратори (ще ги разгледаме в следващия раздел). Не забравяйте, че натоварването за такъв усилвател трябва да има висок импеданс, в противен случай усилването ще бъде значително отслабено.

Ориз. 2.72. Диференциален усилвател с токово огледало като активен товар.

Диференциални усилватели като вериги за разделяне на фаза.

На колекторите на симетричен диференциален усилвател се появяват сигнали, които са еднакви по амплитуда, но с противоположни фази. Ако премахнем изходните сигнали от двата колектора, получаваме верига за разделяне на фазата. Разбира се, възможно е да се използва диференциален усилвател с диференциални входове и изходи. След това диференциалният изход може да се използва за задвижване на друг диференциален усилвателен етап, като по този начин се увеличава значително CMRR за цялата верига.

Диференциални усилватели като компаратори.

Със своето високо усилване и стабилна производителност диференциалният усилвател е основният част откомпаратор - схема, която сравнява входните сигнали и преценява кой от тях е по-голям. Компараторите се използват в голямо разнообразие от области: за включване на осветление и отопление, за получаване на сигнали с квадратна вълна от триъгълни, за сравняване на нивото на сигнала с прагова стойност, в усилватели от клас D и с импулсно-кодова модулация, за превключване захранвания и др. Основната идея при конструирането на компаратор е транзисторът да се включва или изключва в зависимост от нивата на входните сигнали. Областта на линейно усилване не се разглежда - работата на веригата се основава на факта, че един от двата входни транзистора е в режим на прекъсване по всяко време. Типично приложение за улавяне се обсъжда в следващия раздел, като се използва пример за верига за контрол на температурата, която използва резистори, чието съпротивление зависи от температурата (термистори).

За устойчивост на шум, допълващите предавани сигнали трябва да са добре балансирани и да имат същия импеданс.

Диференциалното предаване включва два допълващи се сигнала с еднаква амплитуда и фазово изместване от 180 °. Един от сигналите се нарича положителен (директен, неинверсен), вторият - отрицателен (инверсен). Диференциалната трансмисия се използва широко в електронни схемии е от съществено значение за увеличаване на скоростта на трансфер на данни. Високоскоростните часовникови сигнали на компютърните дънни платки и сървъри се предават по диференциални линии. Много устройства като принтери, превключватели, рутери и сигнални процесори използват технологията за диференциална сигнализация с ниско напрежение (LVDS).

В сравнение с еднопроводното, диференциалното предаване изисква голямо количествопредаватели (драйвери, предаватели) и приемници (приемници), както и удвояване на броя на изводите на елементите и проводниците. От друга страна, има няколко атрактивни предимства при използването на диференциално предаване:

По-голяма точност на времето,
- възможно най-високата скорост на трансфер,
- по-малка чувствителност към електромагнитни смущения,
- по-малко шум поради кръстосани смущения.

При маршрутизиране на диференциални проводници е важно и двете диференциални трасета да имат еднакъв импеданс, еднаква дължина и разстоянието между краищата им да е постоянно.

Използвайки пример, нека разгледаме няколко важни понятия. диференциално окабеляване... Фигура 1 показва диференциалната шина дънна платкамежду изводите на ASIC и конектора за дъщерната платка с чипове памет. Проводник за директен сигнал е маркиран в зеленоа обратната е червена. Всеки проводник има два отвора и змиевидна секция по дължината си.

Ориз. 1. Диференциална двойка на дънната платка

Диференциалното окабеляване на тази фигура е направено, като се вземат предвид няколко правила:

Компонентните щифтове, използвани за предаване или приемане на диференциални сигнали, са близо един до друг;
- на всеки отделно взет слой са разположени сегментите на гумата с еднаква дължина, като разстоянието между гумите остава същото на различните слоеве;
- при смяна на слоя, междината между подложките на отвора се прави минимална (не надвишава разстоянието между гумите, ако е възможно);
- серпентинните участъци на двете автобуси са разположени в една и съща зона, така че положителните и отрицателните сигнали имат еднакви закъснения на разпространение по цялата дължина на веригата.

Заоблените ъгли и диференциалните проводници с еднаква дължина изискват специални грижи.

Освен кондуктори печатна електронна платка, пакетът с интегрална схема съдържа шини, свързващи всеки щифт на пакета към щифт на IC чипа. Различните дължини на тези гуми в някои случаи могат да направят свои собствени корекции.

Като числен пример, разгледайте диференциалните шини със следните дължини на сегмента:

за директен сигнал

Дължина на сегмента от проводника на съединителя до първия отвор = 3022,93 mils (76,78 mm)

Дължина на сегмента = 747,97 мили (19,0 мм)

Обща дължина на веригата за директен сигнал = 3 798,70 mils (96,49 mm);

За обратен сигнал

Дължина на сегмента от проводника на съединителя до първия отвор = 3025,50 mils (76,78 mm)

Дължина на сегмента на междинен сегмент = 817,87 мили (19,0 мм)

Дължина на сегмента от втори отвор до IC щифт = 27,8 mils (0,71 mm)

Обща дължина на веригата за преден сигнал = 3 871,17 мили (98,33 mm).

Така че има разлика от 72,47 мили (1,84 mm) в дължините на проводниците на печатни платки.

Част от тази разлика може да бъде компенсирана, като се вземат предвид различните дължини на шината в корпуса на IC. В този случай разликата в общите дължини на следите става в рамките на посочения толеранс.

Фигура 2 показва, че общата дължина на шината трябва да се вземе предвид, за да се намали разликата в дължината на диференциалните проводници.

Ориз. 2. Сборът (L0 + L1) трябва да е равен на сбора (L2 + L3) в рамките на допустимата грешка

Повтаряйки се отново, е желателно разстоянието между ръбовете на проводниците да се поддържа постоянно по цялата им дължина. Изследването на диференциалната двойка показва, че в близост до щифтовете на конектора, шините губят паралелност една спрямо друга. Фигура 3 илюстрира оформление, което минимизира този недостатък, като същевременно поддържа паралелизъм през дълга дължина(Резултантният остър ъгъл на обратния сигнален проводник може да доведе до загуба на неговата цялост с произтичащите от това последствия – бел. преводач). Такава схема може да се използва в случаите, когато диференциалните сигнали трябва да имат силна връзка или при предаване на високоскоростни сигнали.

Ориз. 3. Паралелно окабеляване

Когато разстоянието между две следи е сравнително голямо (връзката между жицата и многоъгълника надвишава връзката между проводниците), двойката става слабо свързана. Обратно, когато две следи са достатъчно близки една до друга (отношението между тях е по-голямо от връзката между отделен проводник и многоъгълник), тогава това означава, че проводниците на двойката са силно свързани. Силното свързване обикновено не е необходимо за постигане на първоначалните предимства на диференциалната структура. Въпреки това, за да се постигне добра устойчивост на шум, силното свързване е желателно за комплементарно предавани, добре балансирани сигнали, които имат симетричен импеданс по отношение на еталонното напрежение.

Концепцията за диференциално окабеляване в този случай предполага компланарни двойки (т.е. разположени в един и същи слой), които са свързани в краищата на проводниците. Диференциалните сигнали могат да бъдат маршрутизирани и по друг начин, при който проводниците на директния и обратния сигнал са разположени на различни (съседни !!!) слоеве на платката. Този метод обаче може да причини проблеми с последователността на импеданса. Фигура 4 показва и двете опции, както и някои критични размери като ширина (W), разстояние между ръбовете (S), дебелина на проводника (T) и разстояние между проводник и многоъгълник (H). Тези параметри, които задават геометрията на напречното сечение на диференциална двойка, често се използват (заедно със свойствата на материала на проводника и диелектрика на субстрата) за определяне на стойностите на импеданса (за неправилно, равновесно, във фаза и антифаза режими) и за изчисляване на свързването между проводниците на двойка.

Ориз. 4. Геометрични размеринапречни сечения на диференциална двойка

Абас Риази
ИЗИСКВАНИЯ ЗА МАРШРУТИРАНЕ НА ДИФЕРЕНЦИАЛНИ СИГНАЛИ
Проектиране и производство на печатни платки
Февруари-март 2004г
Благодарим на сайта elart.narod.ru за предоставения превод

Термичният пожароизвестител е автоматичен PI, който реагира на определена стойност на температурата и (или) скоростта на нейното повишаване (GOST R53325-2012).

При оборудване на обекти автоматични инсталациипожароизвестителни системи, термични пожароизвестители от три вида са широко използвани: със сензори за максимално, диференциално и максимално диференциално действие

Класификация на термичните PI по естеството на реакцията към контролиран признак на пожар:

Максимален термичен пожароизвестител- пожароизвестител, който генерира известие за пожар, когато температурата на околната среда надвиши зададената прагова стойност - температурата на детектора.

Максимален диференциален термичен пожароизвестител- пожароизвестител, който съчетава функциите на максимален и диференциален топлинен пожароизвестител.

Диференциален топлинен пожароизвестител- пожароизвестител, който генерира известие за пожар, когато скоростта на повишаване на температурата на околната среда надвиши зададената прагова стойност.

Детекторите със сензори с максимално действие се задействат при определена предварително определена температура.

Детекторите с диференциални сензори реагират на определена скорост на повишаване на температурата.

Максималните диференциални детектори включват сензори за максимално и диференциално действие и се задействат както при определена предварително определена температура, така и при определена скорост на нейното нарастване.

При избора на термични пожароизвестители трябва да се има предвид, че температурата на реакция на максималния и максималния диференциални детектори трябва да бъде поне с 200 C по-висока от максималната допустима температуравъздух на закрито.

Термичните пожароизвестители се класифицират според използвания сензор.

Топимите детектори се считат за най-често срещаните поради тяхната простота, надеждност и ниска цена. Като еднократно действие те не могат да служат като информация за възстановяване на нормалните условия в контролирани помещения.

В момента широко се използват детектори с термодвойки. Диференциалният детектор на термодвойка съдържа термоелемент, който дава сигнал за пожар, когато има признаци за повишаване на температурата на околната среда над максимално допустимата. Колкото по-бързо се повишава температурата, толкова по-бързо се сигнализира пожарна аларма.

Класификация на термичните PI според принципа на действие:

IP101 - използвайки зависимостта на промяната в стойността на топлинното съпротивление от температурата на контролираната среда;

IP-102 - използване на термоEMF, възникващи по време на нагряване;

IP-103 - използвайки линейно разширение на тела;

IP-104 - използване на топими материали;

IP-105 - използване на зависимостта на магнитната индукция от температурата;

Класификацията според конфигурацията на термичните PI на зоната на измерване е:

Точковият пожароизвестител е пожароизвестител, който реагира на пожарни фактори в компактна зона.

Многоточков пожароизвестител (топлинен) - детектор с дискретно разположение на точкови чувствителни елементи в измервателната линия.

Линейният пожароизвестител е пожароизвестител, който реагира на пожарни фактори в разширена, линейна зона.

Например:

Точков детектор, максимум 70°С IP-103-4 / 1 МАК-1

Устройство: Детекторът се състои от пластмаса защитен калъфи пластмасова основа с два фиксиращи отвора за винтове, в които е монтирано температурно реле директно върху винтовите клеми. Към същите клеми е монтиран шунтиращ резистор.

Принцип на работа: B нормално състояниеконтактната система на детектора е затворена. Когато се достигне праговата температура, контактите на детектора се отварят, а когато температурата падне от прага, контактите се затварят отново.

Многоточков топлинен детектор IP 102-2x2

Сензорът на детектора се състои от сензорни елементи (термодвойки), равномерно разпределени върху дълъг усукан проводник.

Принцип на действие: Термо-емс, произтичащи от ефекта на топлинните потоци върху термодвойките, се сумират в краищата на проводника и се преобразуват в специален електронен блок (интерфейсно устройство) в алармен сигнал. Ако проводникът с термодвойки е разположен равномерно по цялата площ на тавана на защитеното помещение, тогава благодарение на сканирането на топлинните потоци в помещението се осигурява бързо откриване на пожари. Резултатите от пожарните тестове показаха, че времето за реакция на многоточковите датчици зависи малко от височината на защитеното помещение и възлиза на няколко десетки секунди до височина H = 20 m.

Линеен топлинен детектор (термичен кабел)

Термокабелно устройство:

Линеен детектор(термичен кабел) се състои от два стоманени проводника, всеки покрит с термопластичен материал. Проводниците са усукани заедно за създаване на механично напрежение между тях и са допълнително покрити с външна защитна PVC обвивка.

Принцип на действие:

Управляващ ток от интерфейсния модул непрекъснато преминава през термичния кабел. При температурата на реакция термопластичният изолационен материал се прокарва поради механичното напрежение на проводниците и те се затварят. Термичният кабел работи като единичен непрекъснат сензор. Линейното откриване има уникални предимства, когато се използва в зони с труден достъп, зони с повишено замърсяване, прах, агресивна или експлозивна среда.

Обхват на термичния PI

Термичните PI се използват за защита на помещения, запалим товаркоито се характеризират със значително отделяне на топлина по време на пожар. Ако контролната зона е разширен обект със сложна геометрична форма, се използва линеен TPI.

Максималният TPI не трябва да се използва в помещения, където температурата на въздуха може да бъде под 0°C и в помещения, предназначени за съхранение на културни ценности, за съдържание на горими материали в незначителни количества и/или с ниска калоричност.

Диференциалният TPI може ефективно да се използва за защита на обекти с ниски температури на околната среда. Инерцията на диференциалните детектори е по-ниска от тази на максималните детектори, което означава, че пожарът ще бъде открит по-бързо. В същото време диференциалните TPI не трябва да се използват за защита на помещения, в които са възможни значителни температурни спадове, които не са причинени от пожар, но са свързани например с работата на климатичните системи.