3. АКТИВНЫЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ RC-ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Рассмотренные выше пассивные корректирующие RC-четырехполюсники имеют передаточный коэффициент на несущей частоте, значительно меньший, чем передаточный коэффициент соответствующего пассивного RC-четырехполюсника, вследствие чего применять RC-цепь имеет смысл в случае наличия Избытка усиления в системе регулирования. В противном случае целесообразно применять С-звенья в схемах, образующих активные корректирующие элементы.

Наиболее распространенным способом реализации активных корректирующих звеньев является построение внутреннего замкнутого контура с усилителем в прямой цепи и RC-четырехполюсником в цепи обратной связи. Преимуществом активных корректирующих элементов по сравнению с пассивными RС-цепями является возможность создания корректирующих элементов на омических сопротивлениях и емкостях без применения катушек индуктивностей, но обладающих положительными свойствами RLC-четырехполюсников.

Рис. XII.7. Активный корректирующий четырехполюсник: а — электрическая схема; б — эквивалентная схема

На рис. XI 1.7, а приведена одна из схем активного корректирующего элемента, для которого выходное напряжение

Эту схему можно заменить эквивалентной, показанной на рис. XI для которой можно записать

и

где

Из последних уравнений после упрощений получим

На основании уравнений (XII.18) и (XII.19) можно записать передаточную функцию активного корректирующего элемента в виде

Сравнивая полученное выражение передаточной функции с передаточной функцией (XII.8), найдем

Таким образом, имеем расчетные соотношения для определения параметров активного корректирующего звена, если известны

Предположим, что величины и заданы, тогда

Величины всегда положительны, поэтому при расчетах должны соблюдаться условия

Из этого следует, что при передаточный коэффициент усилителя также должен быть меньше единицы. В отношении устойчивости и области реализуемости наибольший интерес представляют значения передаточного коэффициента усилителя в пределах Область реализуемости передаточной функции (XII.6) с помощью активных корректирующих элементов значительно шире, чем область реализуемости для пассивных -звеньев.

Существенным достоинством корректирующих RC-цепей переменного тока по сравнению с другими видами корректирующих элементов на несущей частоте является их простота, малые габаритные размеры, масса и стоимость. К числу недостатков следует в первую очередь отнести их чувствительность к изменениям несущей частоты, что приводит к нежелательному сдвигу фазы несущей частоты, возникновению квадратурной составляющей и к уменьшению опережения по фазе огибающей. Другой существенный недостаток заключается в усилении такими корректирующими элементами высших гармоник, что ухудшает отношение сигнал-шум.

Первым способом устранения этих недостатков является применение источников питания с достаточно высокой стабильностью частоты. Второй способ состоит в обеспечении равенства где — частота напряжения сети, при колебаниях частоты источника питания, путем построения специальных корректирующих устройств.