Электромеханическая обратная связь в рекордере

Эффективным опособом управления частотной характеристикой рекордера является электроьмеханическая обратная связь. Основная идея устройства состоит в том, чтобы получить от рекордера электрический сигнал, пропорциональный окорости колебаний его подвижной системы, и ввести в обмотку дополнительный ток, пропорциональный этому напряжению. Если фаза этого тока будет противоположна фазе скорости колебаний, то сила, возникающая вследствие электромеханического преобразования этого тока, будет тормозящей, пропорциональной скорости колебаний якоря. Следовательно, все устройство будет эквивалентно добавлению активного механического сопротивления, увеличивающего затухания механической системы. Функциональная схема такого устройства изображена на рис. 6.8.

Рис. 68 Схема электромеханической обратной связи в рекордере: УЗ - усилитель записи; УОС - усилитель обратной связи

В обмоточном пространстве полюсных наконечников помещается дополнительная обмотка (обмотка обратной связи), с некоторым числом витков а последовательно с основной обмоткой включается первичная обмотка трансформатора с некоторым коэффициентом трансформации Вторичная

обмотка этого трансформатора, включенная последовательно с обмоткой обратной связи, создает электрическую цепь обратной связи. Суммарное напряжение этой цепи подается как напряжение обратной связи на вход цепи усиления обратной связи усилителя записи, питающего рекордер.

Рассмотрим, из чего складывается напряжение Обмотка обратной связи охватывает практически тот же магнитный поток, что и рабочая обмотка рекордера. Следовательно, напряжение, возникающее на ней, будет складываться из напряжения взаимной индукции (пропорционального напряжения самоиндукции рабочей катушки в заторможенном состоянии) и противоэлектродвижущей силы движения — пропорциональной противоэлектродвижущей силе, возникающей в ооновной обмотке вследствие движения якоря. Итак:

где число витков в рабочей обмотке.

Выражение (6.6) не учитывает потоков раосеяния рабочей катушки, неохватьгваемых катушкой обратной связи, из-за которых коэффициент взаимоиндукции будет в действительности несколько меньше Однако это обстоятельство имеет принципиального значения так же, как и некоторое отличие коэффициента электромеханической связи катушки обратной связи от величины Ток, текущий через первичную обмотку трансформатора, вызовет на его вторичной обмотке напряжение где коэффициент взаимоиндукции обмоток трансформатора, пропорциональный коэффициенту тогда

При встречном включении вторичной обмотки трансформатора отрицательно и если — то оказывается просто равным противоэлектродвижущей силе движения. Таким образом, можно получить управляющее напряжение обратной связи, пропорциональное колебательной скорости якоря рекордера.

Рассмотрим подробнее работу рекордера с усилителем, к которому подводится, кроме напряжения записываемого сигнала, еще и напряжение обратной связи. Если обозначить напряжение сигнала в выходной цепи усилителя записи при холостом ходе, напряжение обратной связи, усиленное в цепи усилителя в Кос раз и приведенное также к выходной цепи усилителя, то с учетом внутреннего сопротивления выходной цепи усилителя и индуктивного сопротивления первичной обмотки уравнения преобразователя-двигателя электромагнитного типа запишутся так:

Подставляя из (6.7) в первое из ур-ний (6.8) и полагая, как и прежде, и решая систему

(6.8) относительно получим вместо (6.3) для чувствительности рекордера аналогичное но виду выражение:

В этом выражении зависят не только от свойств рабочей катушки, но и от параметров цепи обратной связи:

Если обратная связь отрицательна то при достаточно большом абсолютном значении коэффициента усиления обратной связи Кос частотнонезависимое слагаемое может быть сделано весьма большим. Если при этом и выбраны так, что то (6.9) приводится к виду:

Характеристика (6.11) имеет вид обычной резонансной кривой с относительным затуханием которое может быть сделано большим благодаря отрицательной обратной связи. Эта обратная связь в раз увеличивает влияние иротивоэлектродвижущей силы движения. Условие вообще говоря, не обязательно и при инженерном расчете характеристики благодаря возможности варьировать величины и независимо от и можно, если это требуется для приближения характеристики рекордера к стандартной, подобрать и нужное значение

В приведенном выше анализе не учтено активное сопротивление первичной цепи трансформатора и собственные емкости его обмоток. Кроме того, считается, что вход усилителя обратной связи не нагружает вторичную цепь трансформатора и катушку обратной связи. Влияние этих параметров может сказаться на окончательной форме частотной характеристики и, вообще говоря, требует анализа устойчивости всей системы обратной связи. Такой анализ может быть проведен обычными методами теории обратной связи в электронных усилительных схемах и здесь не приводится.