بهره دیفرانسیل، فاز دیفرانسیل. سیم کشی سیگنال دیفرانسیل سنج دم دیفرانسیل

ظهور نقاط داغ با افزایش دما مشخص می شود محیط... بنابراین در سیستم ها مخالف زنگ خطر آتشاغلب استفاده می شود آشکارسازهای حرارتی.

در مرحله اولیه، آنها قادر به شناسایی کانون های آتش هستند، که اجازه می دهد تا اقدامات به موقع برای از بین بردن آنها انجام شود. با این حال، در بازار، چنین سنسورهایی با تغییرات مختلفی ارائه می شوند.

برای انتخاب مناسب برای یک اتاق خاص، ارزش دارد تا حد امکان در مورد آنها یاد بگیرید.

ویژگی های طراحی دستگاه

آشکارساز چیست؟ این یک عنصر حساس به حرارت است که در آن محصور شده است کیس پلاستیکی... اصل بهره برداری از ترین مدل های سادهبر اساس بسته شدن / باز کردن مخاطبین، که منجر به تشکیل یک سیگنال می شود.

برای کارکرد دستگاه، لازم است دمای محیط از مقدار آستانه دستگاه بالاتر رود.

در حین کار، چنین آشکارسازهای حرارتی جریان مصرف نمی کنند. به آنها منفعل می گویند. آنها از آلیاژ خاصی به عنوان عنصر حرارتی استفاده می کنند. قبلاً این سنسورها یکبار مصرف بودند و قابل بازیابی نبودند، اما امروزه مدل های قابل استفاده مجدد ظاهر شده اند. در آنها، تحت تأثیر دما، عنصر دو فلزی، با تغییر شکل خود، بر تماس تأثیر می گذارد.

نمونه هایی با کنترل مغناطیسی وجود دارد. آهنربای دائمی که در آنها قرار دارد در اثر حرارت دادن، خواص خود را تغییر می دهد که منجر به عملکرد دستگاه می شود.

هنگام انتخاب یک آشکارساز حرارتی برای یک اتاق، لازم است که مقدار آستانه دمایی برای آنها حداقل 10 درجه سانتیگراد بالاتر از میانگین ساختمان باشد، این امر از هشدارهای کاذب جلوگیری می کند.

انواع دستگاه ها و ویژگی های آنها

هر دستگاه برای یک منطقه کنترل شده خاص طراحی شده است. با ماهیت تشخیص آن در:

• نقطه
• خطی

آشکارسازهای آتش نقطه حرارتی به نوبه خود در دو نوع تولید می شوند:

• بیشترین
• دیفرانسیل

کار اولی مبتنی بر تغییر حالت عنصر حرارتی در هنگام افزایش دما به مقدار آستانه است. لازم به ذکر است که برای تحریک لازم است که قبل از مشخصات فنیخود آشکارساز گرم شده است. و این مدتی طول خواهد کشید.

این یک نقطه ضعف آشکار دستگاه است، زیرا امکان تشخیص آتش سوزی در مرحله اولیه را نمی دهد. با افزایش تعداد سنسورهای واقع در یک اتاق و همچنین استفاده از انواع دیگر سنسورها می توان آن را از بین برد.

آشکارسازهای حرارتی دیفرانسیل برای ردیابی سرعت افزایش دما طراحی شده اند. این امکان کاهش اینرسی دستگاه را فراهم کرد. عناصر الکترونیکی در طراحی چنین سنسورهایی گنجانده شده است که در هزینه منعکس می شود.

در عمل، اغلب، این دو نوع در ترکیب استفاده می شود. چنین آشکارساز آتش دیفرانسیل حداکثری نه تنها به سرعت افزایش دما، بلکه به آستانه آن نیز پاسخ می دهد.

دستگاه های خطی یا کابل های حرارتی هستند جفت پیچ خوردهجایی که هر سیم با یک ماده مقاوم در برابر حرارت پوشیده شده است. با افزایش دما، خواص خود را از دست می دهد که منجر به اتصال کوتاه در مدار و تشکیل سیگنال آتش می شود.

کابل حرارتی به جای حلقه سیستم متصل است. اما یک اشکال دارد - اتصال کوتاه می تواند نه تنها در اثر آتش سوزی ایجاد شود.

برای از بین بردن چنین لحظاتی، سنسورهای خطی از طریق ماژول های رابط متصل می شوند که ارتباط آن را با دستگاه هشدار تضمین می کند. بیشتر آنها در چاه آسانسورهای تکنولوژیکی و سایر سازه های مشابه استفاده می شوند.

تولید کنندگان - انتخاب بهترین مدل

گسترده ترین در بازار داخلیتجهیزات آتش نشانی حسگرهای گرما را پیدا می کنند شرکت های روسی... این به دلیل هر دو ویژگی سیستم های دزدگیر است، ملزومات قانونی، و قیمت مناسب برای آنها.

محبوب ترین آشکارسازهای آتش حرارتی هستند:

• Aurora TN (IP 101-78-A1) - Argusspektr
• IP 101-3A-A3R - آرسنال سیبری

آشکارساز Aurora متعلق به حداکثر دیفرانسیل معمولی است. برای شناسایی منابع آتش در یک اتاق و انتقال سیگنال به صفحه کنترل استفاده می شود.

ویدیوی محصول را تماشا کنید:

از مزایای این مدل می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. حساسیت بالا
2. قابلیت اطمینان
3. استفاده از ریزپردازنده به عنوان بخشی از دستگاه
4. ساده در نگهداری

هزینه آن بیش از 400 روبل است، اما به طور کامل با کیفیت دستگاه مطابقت دارد.

آشکارسازهای حرارتی ضد انفجار IP 101-3A-A3R نیز حداکثر دیفرانسیل نامیده می شوند. آنها برای استفاده در اتاق های گرم شده در نظر گرفته شده اند و می توانند با حلقه های DC و AC کار کنند.

از مزایای این مدل می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مدار کنترل الکترونیکی
• وجود نشانگر LED که به شما امکان کنترل عملکرد دستگاه را می دهد
• طراحی مدرن

هزینه این مدل بسیار کمتر است و به 126 روبل می رسد که آنها را برای طیف گسترده ای از کاربران مقرون به صرفه می کند.

ما ویدیویی در مورد محصولات ضد انفجار IP 101-7 تماشا می کنیم:

بسیاری دیگر وجود دارد انواع متفاوت... این یک آشکارساز ضد انفجار حرارتی و بسیاری دیگر است. اینکه کدام یک برای یک اتاق خاص انتخاب شود به عوامل مختلفی بستگی دارد که در ادامه به آنها پرداخته خواهد شد.

هنگام انتخاب روی چه چیزی تمرکز کنیم؟

هر سنسور حرارتی دارای ویژگی های طبقه بندی خاصی است. آنها معمولا در منعکس می شوند مستندات فنی... بیایید مواردی را که باید به آنها توجه کنید فهرست کنیم:

1. دمای واکنش
2. اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد
3. ویژگی های طراحی
4. اینرسی
5. نمای منطقه کنترل

به عنوان مثال، برای مکان هایی با مناطق بزرگ، نصب آشکارسازهای آتش حرارتی با منطقه تشخیص خطی توصیه می شود. هنگام انتخاب دستگاه، حتما به دمای پاسخ توجه کنید، نباید با میانگین بیش از 20 درجه سانتیگراد متفاوت باشد. در منطقه کنترل، افت شدید غیرقابل قبول است، آنها می توانند منجر به تحریک نادرست شوند.

آیا امکان استفاده از سنسور در همه جا وجود دارد؟

لیستی از اسناد تنظیم کننده استفاده از تجهیزات آتش نشانی وجود دارد. آنها نشان می دهند که آشکارسازهای حرارتی برای استفاده در اکثر تاسیسات صنعتی و مسکونی قابل قبول هستند. اما در عین حال، فهرستی از مکان هایی وجود دارد که کار آنها غیرعملی است:

• مراکز محاسباتی
• اتاق هایی با سقف کاذب

بهره دیفرانسیل، فاز دیفرانسیل نشانه هایی از اعوجاج خطی تقویت کننده هستند. بهره دیفرانسیل در دو کمیت بیان می شود که نشان دهنده دو دامنه اوج حامل فرعی نسبت به دامنه زیرحامل سطح سیاه است. بهره دیفرانسیل از حداکثر و حداقل دامنه مراحل سیگنال آزمایش ویژه در خروجی دمدولاتور از اسیلوگرام سیگنال متمایز به دست آمده در خروجی زنجیره افتراق اندازه گیری با ثابت زمانی 300 ns محاسبه می شود. فاز دیفرانسیل در دو درجه بیان می شود که نشان دهنده دو فاز پیک زیر حامل نسبت به فاز زیرحامل سطح سیاه است. مقدار فاز دیفرانسیل به عنوان اختلاف بین حداکثر و حداقل فاز عنصر روی هم رفته 1 در محدوده سطوح از سیاه تا سفید محاسبه می شود. طبق استاندارد EN 50083، در هر کانال تلویزیونی، حداکثر بهره دیفرانسیل (از اوج به اوج) نباید از 14٪ تجاوز کند و حداکثر فاز دیفرانسیل نباید از 12٪ تجاوز کند.
پارامترهای دیگر عبارتند از مقاومت ورودی و خروجی، مصرف برق و ولتاژ تغذیه، وزن و ابعاد. بیایید به عنوان مثال مشخصات اختصاری دو تقویت کننده - تقویت کننده اصلی VX96 از WISI و تقویت کننده جهانی DXE 853 GA از Teleste (جدول 10.2) را مثال بزنیم. پارامترهای ارائه شده در مشخصات نباید استاندارد در نظر گرفته شوند مدل های خاصتقویت کننده ها هر دو تقویت کننده دارای محدوده فرکانس کانال جلو 47 - 862 مگاهرتز هستند و مجهز به یک ماژول تقویت کننده کانال معکوس هستند. تقویت کننده ها مجهز به منبع تغذیه محلی یا از راه دور هستند. برق از راه دور از طریق هر پورت سیگنال یا ورودی برق داخلی تامین می شود و می تواند در هر جهت پخش شود. آمپلی فایر VX96 برای ایجاد بخش های باکیفیت تنه طراحی شده است. حول دو ریز مدار هیبریدی ساخته شده است. یک مدار Push Pull کم صدا به عنوان مرحله ورودی و یک مدار فشار قوی سیلیکون یا گالیم آرسنید Push Pull یا Power Double به عنوان مرحله خروجی نصب می شود. آمپلی فایر DXE 853 GA را می توان در بخش های توزیع ترانک و خانه شبکه کابلی استفاده کرد و دارای دو خروجی است که با نصب شیرها قابل تنظیم است. هر دو تقویت کننده دارای یک EQ و تضعیف کننده قابل تنظیم بین مرحله ای، فیلترهای diplexer قابل تعویض، و فضایی برای EQ و تضعیف اضافی (معادل کابل) هستند.

تقویت کننده دیفرانسیل مدار معروفی است که برای تقویت اختلاف ولتاژ بین دو سیگنال ورودی استفاده می شود. در حالت ایده آل، سیگنال خروجی به سطح هر یک از سیگنال های ورودی بستگی ندارد، بلکه تنها با تفاوت آنها تعیین می شود. هنگامی که سطوح سیگنال در هر دو ورودی به طور همزمان تغییر می کند، چنین تغییری در سیگنال ورودی، فاز نامیده می شود. سیگنال ورودی دیفرانسیل یا دیفرانسیل معمولی یا مفید نیز نامیده می شود. یک تقویت کننده دیفرانسیل خوب دارای رد حالت مشترک بالا (CMRR) است که نسبت سیگنال خروجی مورد نظر به سیگنال حالت مشترک خروجی است، با فرض اینکه سیگنال ورودی و ورودی حالت مشترک دامنه یکسانی داشته باشند. به طور معمول، KRR در دسی بل اندازه گیری می شود. محدوده سیگنال ورودی حالت مشترک سطوح ولتاژ قابل قبولی را مشخص می کند که سیگنال ورودی باید تغییر کند.

تقویت کننده های دیفرانسیل در مواردی استفاده می شود که سیگنال های ضعیف در پس زمینه نویز از بین می روند. نمونه‌هایی از این سیگنال‌ها سیگنال‌های دیجیتالی هستند که از طریق کابل‌های بلند حمل می‌شوند (یک کابل معمولا از دو سیم پیچ خورده تشکیل شده است). سیگنال های صوتی(در مهندسی رادیو، اصطلاح امپدانس متعادل معمولاً با امپدانس دیفرانسیل 600 اهم مرتبط است)، سیگنال های فرکانس رادیویی (کابل دو سیم دیفرانسیل است)، ولتاژ الکتروکاردیوگرام، سیگنال های خواندن اطلاعات از حافظه مغناطیسی، و بسیاری دیگر. .

برنج. 2.67. تقویت کننده دیفرانسیل ترانزیستوری کلاسیک.

اگر نویز حالت مشترک خیلی زیاد نباشد، یک تقویت کننده دیفرانسیل در انتهای دریافت، سیگنال اصلی را بازیابی می کند. مراحل دیفرانسیل به طور گسترده ای در ساخت تقویت کننده های عملیاتی استفاده می شود که در ادامه به آنها می پردازیم. آنها در حال بازی هستند نقش مهمهنگام توسعه تقویت‌کننده‌های DC (که فرکانس‌ها را تا DC تقویت می‌کنند، یعنی از خازن‌ها برای اتصال بین مرحله‌ای استفاده نمی‌کنند): مدار متقارن آن‌ها ذاتاً برای جبران رانش دما سازگار است.

در شکل 2.67 مدار پایه تقویت کننده دیفرانسیل را نشان می دهد. ولتاژ خروجی در یکی از کلکتورها با توجه به پتانسیل زمین اندازه گیری می شود. چنین تقویت کننده ای مدار خروجی تک قطبی یا تقویت کننده دیفرانسیل نامیده می شود و بیشترین استفاده را دارد. این تقویت کننده را می توان وسیله ای در نظر گرفت که سیگنال دیفرانسیل را تقویت می کند و آن را به سیگنال تک سر تبدیل می کند که می تواند توسط مدارهای معمولی (تکرار کننده های ولتاژ، منابع جریان و غیره) مدیریت شود. اگر سیگنال دیفرانسیل مورد نیاز باشد، بین کلکتورها حذف می شود.

سود این مدار چقدر است؟ محاسبه آن آسان است: فرض کنید یک سیگنال دیفرانسیل به ورودی اعمال می شود، در حالی که ولتاژ در ورودی 1 مقداری افزایش می یابد (تغییر ولتاژ برای یک سیگنال کوچک نسبت به ورودی).

تا زمانی که هر دو ترانزیستور در حالت فعال هستند، پتانسیل نقطه A ثابت است. بهره را می توان در مورد تقویت کننده تک ترانزیستوری تعیین کرد، اگر متوجه شوید که سیگنال ورودی دو بار به محل اتصال پایه-امیتر هر ترانزیستور اعمال می شود:. مقاومت مقاومت معمولاً کوچک است (100 اهم یا کمتر) و گاهی اوقات این مقاومت به طور کلی وجود ندارد. ولتاژ دیفرانسیل معمولاً چند صد برابر تقویت می شود.

به منظور تعیین بهره سیگنال حالت مشترک، سیگنال های یکسانی باید به هر دو ورودی تقویت کننده اعمال شود. اگر این مورد را با دقت در نظر بگیرید (و به یاد داشته باشید که هر دو جریان تابشگر از مقاومت عبور می کنند)، متوجه خواهید شد. ما مقاومت را نادیده می گیریم، زیرا مقاومت معمولاً بزرگ انتخاب می شود - مقاومت آن حداقل چند هزار اهم است. در واقع مقاومت را نیز می توان نادیده گرفت. KRR تقریباً برابر است. یک مثال معمولی از تقویت کننده دیفرانسیل مدار نشان داده شده در شکل 1 است. 2.68. بیایید ببینیم چگونه کار می کند.

مقاومت مقاومت به گونه‌ای انتخاب می‌شود که جریان ساکن کلکتور بتواند برابر باشد. طبق معمول، پتانسیل کلکتور روی 0.5 تنظیم می شود تا حداکثر محدوده دینامیکی به دست آید. ترانزیستور مقاومت کلکتوری ندارد، زیرا سیگنال خروجی آن از کلکتور ترانزیستور دیگری گرفته می شود. مقاومت مقاومت طوری انتخاب می شود که وقتی سیگنال ورودی (دیفرانسیل) صفر است، جریان کل برابر است و به طور مساوی بین ترانزیستورها توزیع می شود.

برنج. 2.68. محاسبه ویژگی های تقویت کننده دیفرانسیل.

با توجه به فرمول هایی که به دست آمد، بهره سیگنال دیفرانسیل 30 و بهره حالت مشترک 0.5 است. اگر مقاومت های 1.0 کیلو اهم را از مدار حذف کنیم، بهره سیگنال دیفرانسیل به 150 تبدیل می شود، اما مقاومت ورودی (دیفرانسیل) از 250 به 50 کیلو اهم کاهش می یابد (اگر لازم باشد مقدار این مقاومت در حد درجه باشد. از مگا اهم، سپس در مرحله ورودی می توان از ترانزیستورهای دارلینگتون استفاده کرد).

به یاد بیاورید که در یک تقویت کننده تک سر با یک امیتر زمینی با ولتاژ خروجی ساکن 0.5، حداکثر بهره همان است که در ولت بیان می شود. در تقویت کننده دیفرانسیل، حداکثر بهره دیفرانسیل (در نصف، یعنی عددی برابر با بیست برابر افت ولتاژ در مقاومت کلکتور با انتخاب مشابه نقطه کار است.

تمرین 2.13. اطمینان حاصل کنید که نسبت های نشان داده شده صحیح هستند. یک تقویت کننده دیفرانسیل با توجه به نیاز خود طراحی کنید.

تقویت کننده دیفرانسیل را می توان به طور مجازی "جفت دم بلند" نامید، زیرا اگر طول مقاومت برابر باشد سمبلمتناسب با مقدار مقاومت آن است، مدار را می توان همانطور که در شکل نشان داده شده است نشان داد. 2.69. دم بلند رد حالت مشترک را تعریف می کند و مقاومت های کوپلینگ بین امیتر کوچک (از جمله مقاومت های ذاتی امیتر) سیگنال دیفرانسیل را تقویت می کند.

جابجایی با استفاده از منبع جریان.

بهره حالت مشترک در تقویت کننده دیفرانسیل را می توان با جایگزین کردن مقاومت با منبع جریان تا حد زیادی کاهش داد. این باعث می شود مقاومت RMS بسیار بزرگ شود و بهره حالت مشترک تقریباً به صفر کاهش یابد. تصور کنید که یک سیگنال حالت مشترک در ورودی وجود دارد. منبع جریان در مدار امیتر کل جریان امیتر را ثابت نگه می دارد و (به دلیل تقارن مدار) به طور مساوی بین دو مدار کلکتور توزیع می شود. بنابراین، سیگنال در خروجی مدار تغییر نمی کند. نمونه ای از چنین طرحی در شکل نشان داده شده است. 2.70. برای این مدار که از یک جفت ترانزیستور یکپارچه از نوع (ترانزیستور و) و منبع جریان از نوع استفاده می کند، مقدار CMRR با نسبت dB تعیین می شود. محدوده حالت مشترک ورودی به -12 محدود شده است. حد پایین توسط محدوده عملیاتی منبع جریان در مدار امیتر و حد بالایی توسط ولتاژ کلکتور ساکن تعیین می شود.

برنج. 2.70. افزایش CMRR تقویت کننده دیفرانسیل با استفاده از منبع جریان.

به یاد داشته باشید که این تقویت کننده مانند تمام تقویت کننده های ترانزیستوری باید مدارهای بایاس DC داشته باشد. اگر مثلاً از یک خازن برای ارتباط بین مرحله‌ای در ورودی استفاده شود، باید مقاومت‌های پایه متصل به زمین را وارد کنید. هشدار دیگر به ویژه در مورد تقویت‌کننده‌های دیفرانسیل بدون مقاومت امیتر اعمال می‌شود: ترانزیستورهای دوقطبی می‌توانند بایاس معکوس را در محل اتصال پایه-امیتر بیش از 6 ولت تحمل کنند، سپس خرابی رخ می‌دهد. بنابراین، اگر ولتاژ ورودی دیفرانسیل بالاتری به ورودی اعمال شود، مرحله ورودی از بین می رود (به شرط عدم وجود مقاومت امیتر). مقاومت امیتر جریان شکست را محدود می کند و از تخریب مدار جلوگیری می کند، اما ویژگی های ترانزیستورها در این مورد می تواند کاهش یابد (ضریب، نویز و غیره). در هر صورت، اگر رسانش معکوس رخ دهد، امپدانس ورودی به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

کاربرد مدار دیفرانسیل در تقویت کننده های DC با خروجی تک قطبی.

تقویت کننده دیفرانسیل می تواند به عنوان یک تقویت کننده DC حتی با سیگنال های ورودی نامتعادل (یک طرفه) کاملاً کار کند. برای انجام این کار، باید یکی از ورودی های آن را زمین کنید و سیگنالی را به دیگری ارسال کنید (شکل 2.71). آیا می توان ترانزیستور "بدون استفاده" را از مدار حذف کرد؟ خیر مدار دیفرانسیل رانش دما را جبران می کند و حتی زمانی که یک ورودی به زمین متصل می شود، ترانزیستور عملکردی را انجام می دهد: هنگامی که دما تغییر می کند، ولتاژها به همان میزان تغییر می کنند، در حالی که هیچ تغییری در خروجی و تعادل مدار وجود ندارد. مزاحم نیست این به این معنی است که تغییر ولتاژ با ضریب Kdif تقویت نمی شود ( بهره آن توسط ضریب Ksinf تعیین می شود که می تواند تقریباً به صفر برسد). علاوه بر این، جبران متقابل ولتاژها منجر به این واقعیت می شود که در ورودی لازم نیست افت ولتاژ 0.6 ولت در نظر گرفته شود. کیفیت چنین تقویت کننده DC فقط به دلیل عدم تطابق ولتاژها یا ضرایب دمایی آنها بدتر می شود. این صنعت جفت ترانزیستور و تقویت کننده های دیفرانسیل یکپارچه را با بسیار تولید می کند درجه بالاتطبیق (به عنوان مثال، برای یک جفت استاندارد منطبق یکپارچه از ترانزیستورهای نوع n-p-n، رانش ولتاژ بر اساس مقدار یا در هر ماه تعیین می شود).

برنج. 2.71. تقویت کننده دیفرانسیل می تواند به عنوان یک تقویت کننده DC دقیق با خروجی تک قطبی عمل کند.

در نمودار قبلی، می توانید هر یک از ورودی ها را زمین کنید. بسته به اینکه کدام ورودی به زمین باشد، تقویت کننده سیگنال را معکوس می کند یا نمی کند. (با این حال، به دلیل وجود اثر میلر، که در بخش 2.19 مورد بحث قرار خواهد گرفت، مدار نشان داده شده در اینجا برای محدوده ارجح است. فرکانس های بالا). مدار ارائه شده غیر معکوس است، به این معنی که ورودی معکوس در آن زمین است. اصطلاحات تقویت کننده دیفرانسیل برای تقویت کننده های عملیاتی که همان تقویت کننده های دیفرانسیل با بهره بالا هستند نیز کاربرد دارد.

استفاده از آینه جریان به عنوان بار فعال.

گاهی اوقات مطلوب است که یک تقویت کننده دیفرانسیل تک مرحله ای، مانند یک تقویت کننده زمینی امیتر ساده، بهره بالایی داشته باشد. راه حل خوباستفاده از آینه جریان را به عنوان بار فعال تقویت کننده می دهد (شکل 2.72). ترانزیستورها یک جفت دیفرانسیل با منبع جریان در مدار امیتر تشکیل می دهند. ترانزیستورهایی که آینه جریان را تشکیل می دهند به عنوان بار کلکتور عمل می کنند. این امر مقدار بالایی از مقاومت بار کلکتور را تضمین می کند که به دلیل آن بهره ولتاژ 5000 و بالاتر است، مشروط بر اینکه باری در خروجی تقویت کننده وجود نداشته باشد. چنین تقویت کننده ای معمولاً فقط در مدارهایی که توسط یک حلقه پوشانده شده است استفاده می شود. بازخورد، یا در مقایسه کننده ها (در بخش بعدی به آنها خواهیم پرداخت). به یاد داشته باشید که بار برای چنین تقویت کننده ای باید امپدانس بالایی داشته باشد، در غیر این صورت بهره به طور قابل توجهی ضعیف می شود.

برنج. 2.72. تقویت کننده دیفرانسیل با آینه جریان به عنوان بار فعال.

تقویت کننده های دیفرانسیل به عنوان مدارهای تقسیم فاز.

روی کلکتورهای تقویت کننده دیفرانسیل متقارن، سیگنال هایی ظاهر می شوند که از نظر دامنه یکسان هستند، اما با فازهای مخالف. اگر سیگنال های خروجی را از دو کلکتور حذف کنیم، یک مدار تقسیم فاز به دست می آید. البته می توان از تقویت کننده دیفرانسیل با ورودی و خروجی دیفرانسیل استفاده کرد. سپس می توان از خروجی دیفرانسیل برای راه اندازی یک مرحله تقویت کننده دیفرانسیل دیگر استفاده کرد که CMRR را برای کل مدار به میزان زیادی افزایش می دهد.

تقویت کننده های دیفرانسیل به عنوان مقایسه کننده

با بهره بالا و عملکرد پایدار، تقویت کننده دیفرانسیل اصلی است قسمتی ازمقایسه کننده - مداری که سیگنال های ورودی را مقایسه می کند و تخمین می زند که کدام یک بزرگتر است. مقایسه کننده ها در زمینه های مختلفی استفاده می شوند: برای روشن کردن روشنایی و گرمایش، برای به دست آوردن سیگنال های موج مربعی از سیگنال های مثلثی، برای مقایسه سطح سیگنال با مقدار آستانه، در تقویت کننده های کلاس D و با مدولاسیون کد پالس، برای سوئیچینگ. منابع تغذیه و غیره ایده اصلی در ساخت مقایسه کننده این است که ترانزیستور باید بسته به سطوح سیگنال های ورودی روشن یا خاموش شود. منطقه تقویت خطی در نظر گرفته نمی شود - عملکرد مدار بر اساس این واقعیت است که یکی از دو ترانزیستور ورودی در هر زمان در حالت قطع است. یک کاربرد معمولی ضبط سیگنال در بخش بعدی با استفاده از مثالی از یک مدار کنترل دما که از مقاومت هایی استفاده می کند که مقاومت آنها به دما (ترمیستور) بستگی دارد، مورد بحث قرار می گیرد.

برای مصونیت نویز، سیگنال های ارسالی مکمل باید به خوبی متعادل و دارای امپدانس یکسان باشند.

انتقال دیفرانسیل شامل دو سیگنال مکمل با دامنه مساوی و تغییر فاز 180 درجه است. یکی از سیگنال ها مثبت (مستقیم، غیر معکوس)، دوم - منفی (معکوس) نامیده می شود. انتقال دیفرانسیل به طور گسترده ای در مدارهای الکترونیکیو برای افزایش سرعت انتقال داده ضروری است. سیگنال های ساعت پرسرعت مادربردها و سرورهای کامپیوتر از طریق خطوط دیفرانسیل منتقل می شوند. دستگاه‌های متعددی مانند چاپگرها، سوئیچ‌ها، روترها و پردازنده‌های سیگنال از فناوری سیگنال‌دهی دیفرانسیل ولتاژ پایین (LVDS) استفاده می‌کنند.

در مقایسه با یک سیم، انتقال دیفرانسیل نیاز دارد مقدار زیادفرستنده ها (درایورها، فرستنده ها) و گیرنده ها (گیرنده ها)، و همچنین دو برابر تعداد لیدهای عنصر و هادی. از سوی دیگر، چندین مزیت جذاب برای استفاده از گیربکس دیفرانسیل وجود دارد:

دقت زمان بیشتر،
- بالاترین نرخ انتقال ممکن،
- حساسیت کمتر به تداخل الکترومغناطیسی،
- سر و صدای کمتر به دلیل تداخل.

هنگام مسیریابی هادی های دیفرانسیل، مهم است که هر دو رد دیفرانسیل دارای امپدانس یکسان، طول یکسان باشند و فاصله بین انتهای آنها ثابت باشد.

با استفاده از یک مثال، اجازه دهید به چند مفهوم مهم نگاه کنیم. سیم کشی دیفرانسیل... شکل 1 گذرگاه دیفرانسیل را نشان می دهد مادربردبین پین های ASIC و کانکتور برای تخته دختر با تراشه های حافظه. هادی سیگنال مستقیم برجسته شده است به رنگ سبزو عکس آن قرمز است. هر هادی دارای دو گذرگاه و یک بخش مارپیچ در طول خود است.

برنج. 1. جفت دیفرانسیل روی مادربرد

سیم کشی دیفرانسیل در این شکل با در نظر گرفتن چندین قانون ساخته شده است:

پین های اجزایی که برای ارسال یا دریافت سیگنال های دیفرانسیل استفاده می شوند نزدیک به هم هستند.
- در هر لایه، به طور جداگانه، بخش های تایر با طول یکسان قرار دارد و فاصله بین لاستیک ها در لایه های مختلف یکسان باقی می ماند.
- هنگام تغییر لایه، شکاف بین لنت های ویاس به حداقل می رسد (در صورت امکان از فاصله بین لاستیک ها تجاوز نمی کند).
- مقاطع سرپانتین دو اتوبوس در یک ناحیه قرار گرفته اند تا سیگنال های مثبت و منفی در تمام طول زنجیره تاخیر انتشار یکسانی داشته باشند.

گوشه های گرد و هادی های دیفرانسیل طول مساوی نیاز به مراقبت ویژه دارند.

به جز هادی ها تخته مدار چاپی، بسته مدار مجتمع شامل اتوبوس هایی است که هر پایه بسته را به یک پایه از تراشه آی سی متصل می کند. طول های مختلف این لاستیک ها در برخی موارد می تواند تنظیمات خود را انجام دهد.

به عنوان یک مثال عددی، باس های دیفرانسیل با طول های بخش زیر را در نظر بگیرید:

برای سیگنال مستقیم

طول قطعه از سرنخ اتصال به اولین ویا = 3022.93 میل (76.78 میلی متر)

طول بخش Vias = 747.97 میل (19.0 میلی متر)

کل طول زنجیره سیگنال مستقیم = 3798.70 میل (96.49 میلی متر).

برای سیگنال معکوس

طول قطعه از سرنخ اتصال به اولین ویا = 3025.50 میل (76.78 میلی متر)

طول بخش Vias = 817.87 میل (19.0 میلی متر)

طول قطعه از طریق دوم تا پین آی سی = 27.8 میل (0.71 میلی متر)

کل طول زنجیره سیگنال مستقیم = 3871.17 میل (98.33 میلی متر).

بنابراین یک تفاوت 72.47 میلی (1.84 میلی متر) در طول هادی PCB وجود دارد.

بخشی از این تفاوت را می توان با در نظر گرفتن طول های مختلف باس داخل کیس آی سی جبران کرد. در این حالت، تفاوت در طول کل ردیابی ها در محدوده تحمل مشخص شده می شود.

شکل 2 نشان می دهد که طول کلی شین باید در نظر گرفته شود تا اختلاف طول هادی های دیفرانسیل کاهش یابد.

برنج. 2. مجموع (L0 + L1) باید با مجموع (L2 + L3) در خطای مجاز برابر باشد.

با تکرار مجدد، توصیه می شود فاصله بین لبه های هادی ها در طول آنها ثابت بماند. بررسی جفت دیفرانسیل نشان می دهد که در مجاورت پین های کانکتور، باس ها موازی بودن را با یکدیگر از دست می دهند. شکل 3 طرح‌بندی را نشان می‌دهد که این اشکال را به حداقل می‌رساند و در عین حال موازی بودن را حفظ می‌کند. طول طولانی(زاویه تیز حاصل از هادی سیگنال معکوس می تواند منجر به از دست دادن یکپارچگی آن با عواقب بعدی شود - یادداشت مترجم). چنین طرحی را می توان در مواردی استفاده کرد که سیگنال های دیفرانسیل باید جفت قوی داشته باشند یا هنگام انتقال سیگنال های با سرعت بالا.

برنج. 3. سیم کشی موازی

وقتی فاصله بین دو ردیابی نسبتاً زیاد باشد (پیوند بین سیم و چند ضلعی از پیوند بین سیمها بیشتر است)، این جفت به راحتی جفت می شود. برعکس، وقتی دو رد به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک هستند (رابطه بین آنها بیشتر از رابطه بین یک هادی منفرد و یک چندضلعی است)، این بدان معنی است که هادی های جفت به شدت به هم متصل هستند. برای دستیابی به مزایای اولیه یک ساختار دیفرانسیل معمولاً کوپلینگ قوی لازم نیست. با این حال، برای دستیابی به مصونیت نویز خوب، کوپلینگ قوی برای سیگنال‌های ارسالی مکمل و متعادل که دارای امپدانس متقارن با توجه به ولتاژ مرجع هستند، مطلوب است.

مفهوم سیم کشی دیفرانسیل در این مورد جفت های همسطح را فرض می کند (یعنی در همان لایه قرار دارند) که در لبه هادی ها به هم متصل هستند. سیگنال های دیفرانسیل را می توان به روش دیگری نیز هدایت کرد که در آن هادی سیگنال های مستقیم و معکوس بر روی لایه های مختلف (مجاور!!!) تخته قرار می گیرند. با این حال، این روش می تواند مشکلات قوام امپدانس ایجاد کند. شکل 4 هر دوی این گزینه ها و همچنین برخی از ابعاد مهم مانند عرض (W)، فاصله لبه ها (S)، ضخامت هادی (T) و فاصله هادی تا چند ضلعی (H) را نشان می دهد. این پارامترها که هندسه مقطع یک جفت دیفرانسیل را تعیین می کنند، اغلب (همراه با خواص مواد هادی و دی الکتریک بستر) برای تعیین مقادیر امپدانس (برای نامنظم، تعادل، درون فاز و ضد فاز) استفاده می شوند. حالت ها) و برای محاسبه مقدار جفت بین هادی های یک جفت.

برنج. 4. ابعاد هندسیمقاطع جفت دیفرانسیل

عباس ریاضی
الزامات مسیریابی سیگنال های دیفرانسیل
طراحی و ساخت مدار چاپی
فوریه-مارس 2004
از سایت elart.narod.ru برای ترجمه ارائه شده تشکر می کنیم

آشکارساز آتش حرارتی یک PI خودکار است که به یک مقدار دما و (یا) نرخ افزایش آن پاسخ می دهد (GOST R53325-2012).

هنگام تجهیز اشیا تاسیسات اتوماتیکسیستم های اعلام حریق، آشکارسازهای آتش حرارتی از سه نوع به طور گسترده استفاده می شود: با سنسورهای حداکثر، دیفرانسیل و حداکثر عملکرد دیفرانسیل.

طبقه بندی PI های حرارتی بر اساس ماهیت واکنش به نشانه کنترل شده آتش:

حداکثر آشکارساز آتش حرارتی- یک آشکارساز آتش نشانی که زمانی که دمای محیط از مقدار آستانه تعیین شده فراتر می رود، یک اعلان آتش ایجاد می کند - دمای آشکارساز.

آشکارساز آتش حرارتی حداکثر دیفرانسیل- یک آشکارساز آتش که عملکرد آشکارسازهای آتش حرارتی حداکثر و تفاضلی را ترکیب می کند.

آشکارساز حرارتی تفاضلی- یک آشکارساز حریق که زمانی که میزان افزایش دمای محیط از مقدار آستانه تعیین شده بیشتر شود، اعلان آتش سوزی ایجاد می کند.

آشکارسازهایی با سنسورهای حداکثر عملکرد در دمای از پیش تعیین شده خاصی فعال می شوند.

آشکارسازهای دارای سنسورهای دیفرانسیل به نرخ معینی از افزایش دما پاسخ می دهند.

آشکارسازهای ماکزیمم دیفرانسیل شامل سنسورهای عملکرد حداکثر و دیفرانسیل هستند و هم در یک دمای از پیش تعیین شده مشخص و هم در نرخ مشخصی از افزایش آن فعال می شوند.

هنگام انتخاب آشکارسازهای آتش حرارتی، باید در نظر داشت که دمای پاسخ حداکثر و حداکثر آشکارسازهای تفاضلی باید حداقل 200 درجه سانتیگراد بالاتر از حداکثر باشد. دمای مجازهوای داخل خانه

آشکارسازهای آتش حرارتی بر اساس سنسور مورد استفاده طبقه بندی می شوند.

آشکارسازهای همجوشی به دلیل سادگی، قابلیت اطمینان و هزینه کم رایج‌ترین آشکارسازها هستند. به عنوان یک اقدام واحد، آنها نمی توانند به عنوان اطلاعاتی در مورد بازیابی شرایط عادی در مکان های کنترل شده عمل کنند.

در حال حاضر آشکارسازهای دارای ترموکوپل به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. آشکارساز دیفرانسیل ترموکوپل حاوی یک ترموپیل است که در صورت مشاهده علائم افزایش دمای محیط بیش از حداکثر مجاز، سیگنال آتش را ارائه می دهد. هرچه دما سریعتر افزایش یابد، هشدار آتش زودتر اعلام می شود.

طبقه بندی PI های حرارتی بر اساس اصل عملکرد:

IP101 - با استفاده از وابستگی تغییر در مقدار مقاومت حرارتی به دمای محیط کنترل شده.

IP-102 - استفاده از thermoEMF که در حین گرمایش ایجاد می شود.

IP-103 - با استفاده از گسترش خطی اجسام.

IP-104 - با استفاده از مواد قابل ذوب؛

IP-105 - با استفاده از وابستگی القای مغناطیسی به دما؛

طبقه بندی با توجه به پیکربندی PI های حرارتی منطقه اندازه گیری عبارتند از:

آشکارساز آتش نقطه ای، آشکارساز آتشی است که به عوامل آتش سوزی در یک منطقه فشرده پاسخ می دهد.

آشکارساز آتش چند نقطه (گرما) - آشکارساز با آرایش گسسته از عناصر حساس نقطه در خط اندازه گیری.

آشکارساز حریق خطی یک آشکارساز آتش است که به عوامل آتش سوزی در یک منطقه خطی گسترده پاسخ می دهد.

مثلا:

آشکارساز نقطه حرارتی، حداکثر 70 درجه سانتی گراد IP-103-4 / 1 МАК-1

دستگاه: آشکارساز از یک پلاستیک تشکیل شده است کیس محافظو یک پایه پلاستیکی با دو سوراخ ثابت برای پیچ ها که در آن یک رله دما مستقیماً روی پایانه های پیچ نصب می شود. یک مقاومت شنت روی همان پایانه ها نصب شده است.

اصل کار: ب وضعیت عادیسیستم تماس آشکارساز بسته است. با رسیدن به دمای آستانه، کنتاکت های آشکارساز باز می شوند و هنگامی که دما از آستانه کاهش می یابد، کنتاکت ها دوباره بسته می شوند.

آشکارساز حرارت چند نقطه IP 102-2x2

سنسور آشکارساز از عناصر حسگر (ترموکوپل) تشکیل شده است که به طور مساوی روی یک سیم پیچ خورده طولانی توزیع شده اند.

اصل عملیات: Thermo-emf که زمانی ایجاد می شود که ترموکوپل ها در معرض شارهای حرارتی قرار می گیرند، در انتهای سیم جمع می شوند و در یک واحد الکترونیکی ویژه (واحد رابط) به سیگنال هشدار تبدیل می شوند. اگر سیم با ترموکوپل ها به طور مساوی در کل سطح سقف اتاق محافظت شده قرار گیرد، به دلیل اسکن شارهای حرارتی در اتاق، تشخیص سریع آتش سوزی ارائه می شود. نتایج آزمایشات آتش نشان داد که زمان پاسخ آشکارسازهای چند نقطه ای بستگی کمی به ارتفاع محوطه حفاظت شده دارد و تا ارتفاع H = 20 متر چند ده ثانیه است.

آشکارساز حرارتی خطی (کابل حرارتی)

دستگاه کابل حرارتی:

آشکارساز خطی(کابل حرارتی) از دو هادی فولادی تشکیل شده است که هر کدام با یک ماده ترموپلاستیک پوشیده شده است. هادی ها برای ایجاد تنش مکانیکی بین آنها به هم پیچیده شده اند و علاوه بر این با یک غلاف محافظ بیرونی PVC پوشیده شده اند.

اصل عملیات:

یک جریان کنترل از ماژول رابط دائماً از کابل حرارتی عبور می کند. در دمای پاسخ، مواد عایق ترموپلاستیک به دلیل تنش مکانیکی هادی ها رانده می شود و آنها بسته می شوند. کابل حرارتی به عنوان یک سنسور منفرد پیوسته کار می کند. تشخیص خطی هنگامی که در مناطق با دسترسی دشوار، مناطق با آلودگی، گرد و غبار، محیط های تهاجمی یا انفجاری استفاده می شود مزایای منحصر به فردی دارد.

محدوده PI حرارتی

PI های حرارتی برای محافظت از محل استفاده می شود، بار قابل احتراقکه با انتشار گرمای قابل توجه در هنگام آتش سوزی مشخص می شوند. اگر ناحیه کنترل یک شی توسعه یافته با شکل هندسی پیچیده باشد، از TPI خطی استفاده می شود.

حداکثر TPI نباید در اتاق هایی که دمای هوا ممکن است کمتر از 0 درجه سانتیگراد باشد و در اتاق هایی که برای نگهداری اموال فرهنگی در نظر گرفته شده است، برای محتوای مواد قابل احتراق در مقادیر کم و / یا با محتوای کالری کم استفاده شود.

TPI دیفرانسیل می تواند به طور موثر برای محافظت از اجسام با دمای پایین محیط استفاده شود. اینرسی آشکارسازهای دیفرانسیل کمتر از آشکارسازهای ماکزیمم است، به این معنی که آتش سریعتر تشخیص داده می شود. در عین حال، TPI های دیفرانسیل نباید برای محافظت از مکان هایی استفاده شوند که در آن افت دما قابل توجهی امکان پذیر است، نه ناشی از آتش سوزی، بلکه به عنوان مثال با عملکرد سیستم های تهویه مطبوع مرتبط است.