Параметрические стабилизаторы напряжения. Расчёт простейшего параметрического стабилизатора на стабилитроне

Параметрический стабилизатор напряжения — это устройство, в котором стабилизация выходного напряжения достигается за счет сильной нелинейности вольт-амперной характеристики электронных компонентов, использованных для построения стабилизатора (т.е. за счет внутренних свойств электронных компонентов, без построения специальной системы регулирования напряжения).

Для построения параметрических стабилизаторов напряжения обычно используются стабилитроны, стабисторы и транзисторы.

Из-за низкого КПД такие стабилизаторы находят применение в основном в слаботочных схемах (с нагрузками до нескольких десятков миллиампер). Наиболее часто они используются как источники опорного напряжения (например, в схемах компенсационных стабилизаторов напряжения).

Параметрические стабилизаторы напряжения бывают однокаскадными, многокаскадными и мостовыми.

Рассмотрим простейший параметрический стабилизатор напряжения, построенный на основе стабилитрона (схема приведена ниже):

1. Iст — ток через стабилитрон
2. Iн — ток нагрузки
3. Uвых=Uст — выходное стабилизированное напряжение
4. Uвх — входное нестабилизированное напряжение
5. R₀ — балластный (ограничительный, гасящий) резистор

Работа стабилизатора основана на том свойстве стабилитрона, что на рабочем участке вольт-амперной характеристики (от Iст min до Iст max) напряжение на стабилитроне практически не изменяется (на самом деле конечно изменяется от Uст min до Uст max, но можно считать, что Uст min = Uст max = Uст).

В приведенной схеме, при изменении входного напряжения или тока нагрузки — напряжение на нагрузке практически не меняется (оно остаётся таким же, как и на стабилитроне), вместо этого изменяется ток через стабилитрон (в случае изменения входного напряжения и ток через балластный резистор тоже). То есть, излишки входного напряжения гасятся балластным резистором, величина падения напряжения на этом резисторе зависит от тока через него, а ток через него зависит в том числе от тока через стабилитрон, и таким образом, получается, что изменение тока через стабилитрон регулирует величину падения напряжения на балластном резисторе.

Уравнения, описывающие работу данной схемы:

Uвх=Uст+IR₀, учитывая, что I=Iст+Iн, получим

Uвх=Uст+(Iн+Iст)R₀ (1)

Для нормальной работы стабилизатора (чтобы напряжение на нагрузке всегда было в пределах от Uст min до Uст max) необходимо, чтобы ток через стабилитрон всегда был в пределах от Iст min до Iст max. Минимальный ток через стабилитрон будет течь при минимальном входном напряжении и максимальном токе нагрузки. Зная это, найдём сопротивление балластного резистора:

R₀=(Uвх min-Uст min)/(Iн max+Iст min) (2)

Максимальный ток через стабилитрон будет течь при минимальном токе нагрузки и максимальном входном напряжении. Учитывая это и сказанное выше относительно минимального тока через стабилитрон, с помощью уравнения (1) можно найти область нормальной работы стабилизатора:

Перегруппировав это выражение, получим:

Или, по другому:

Если считать, что минимальное и максимальное напряжение стабилизации (Uст min и Uст max) отличаются незначительно, то первое слагаемое в правой части можно считать равным нулю, тогда уравнение, описывающее область нормальной работы стабилизатора, примет следующий вид:

   (3)

Из этой формулы сразу виден один из недостатков такого параметрического стабилизатора — мы не можем сильно менять ток нагрузки, поскольку это сужает диапазон входного напряжения схемы, более того, можно увидеть, что диапазон изменения тока нагрузки не может быть больше, чем диапазон изменения тока стабилизации стабилитрона (поскольку в этом случае правая часть уравнения вообще становится отрицательной)

Если ток нагрузки постоянен или изменяется незначительно, тогда формула для определения области нормальной работы становится совсем элементарной:

   (4)

Далее, давайте рассчитаем КПД нашего параметрического стабилизатора. Он будет определяться отношением мощности, отдаваемой в нагрузку к входной мощности: КПД=Uст*Iн/Uвх*I. Если учесть, что I=Iн+Iст, то получим:

   (5)

Из последней формулы видно, что чем больше разница между входным и выходным напряжением, а также чем больше ток через стабилитрон — тем хуже КПД.

Чтобы понять, что значит «хуже» и насколько вообще плохо обстоит дело с КПД у этого стабилизатора — давайте, используя формулы выше, попробуем прикинуть, что будет, если понижать напругу скажем с 6-10 Вольт до 5-ти. Возьмём самый обычный стабилитрон, скажем КС147А. Ток стабилизации у него может меняться в пределах от 3-х до 53-х мА. Чтобы при таких параметрах стабилитрона получить область нормальной работы шириной в 4 Вольта — нам нужно взять балластный резистор на 80 Ом (воспользуемся формулой 4, как будто ток нагрузки у нас постоянный, поскольку если это не так, то всё будет ещё хуже). Теперь из формулы 2 можно посчитать на какой именно ток нагрузки мы можем в этом случае рассчитывать.

Получается всего 19,5 мА, а КПД в этом случае будет, в зависимости от входного напряжения, в пределах от 14% до 61%.

Если для этого же случая посчитать на какой максимальный выходной ток мы можем рассчитывать при условии, что выходной ток не постоянный, а может меняться от нуля до Imax, то решив совместно системы уравнений (2) и (3), получим R₀=110 Ом, Imax=13,5 мА. Как видите, максимальный выходной ток получился почти в 4 раза меньше максимального тока стабилитрона.

Более того, выходное напряжение, полученное на таком стабилизаторе, будет обладать значительной нестабильностью в зависимости от выходного тока (у КС147А на рабочем участке ВАХ напряжение меняется от 4,23 до 5,16В), что может оказаться неприемлемым. Единственный путь борьбы с нестабильностью в данном случае — взять более узкий рабочий участок ВАХ — такой, на котором напряжение меняется не от 4,23 до 5,16В, а скажем от 4,5 до 4,9В, но в этом случае и рабочий ток стабилитрона будет уже не 3..53мА, а скажем 17. .40мА. Соответственно, и без того небольшая область нормальной работы стабилизатора станет ещё меньше.

Итак, единственный плюс такого стабилизатора — это его простота, тем не менее, как я уже говорил, такие стабилизаторы вполне себе существуют и даже находят активное применение в качестве источников опорного напряжения для более сложных схем.

Простейшая схема, позволяющая получить существенно больший выходной ток (или существенно более широкую область нормальной работы, или и то и другое) — параметрический стабилизатор на транзисторе.

Параметрический стабилизатор напряжения Электроника, Микроэлектроника , Элементная…

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про параметрический стабилизатор напряжения, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое параметрический стабилизатор напряжения , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база

параметрический стабилизатор напряжения

Во многих радиоэлектронных устройствах, где используются источники вторичного электропитания, обязательно предъявляются требования поддержания напряжения или тока на определенном неизменном уровне, независимо от возможных изменений входного напряжения и выходного тока. Для обеспечения этой задачи используют стабилизаторы напряжения или тока. В данном учебно-методическом пособии рассматриваем параметрический стабилизатор напряжения на полупроводниковом стабилитроне. Параметрические стабилизаторы имеют простую конструкцию и высокую надежность , но имеют низкий КПД.

Схема параметрического стабилизатора напряжений рис. 4 состоит из балластного резистора Rбал (для ограничения тока через стабилитрон ), и стабилитрона, подключенного параллельно нагрузке, выполняющий основную функцию стабилизации.

Рис. 4 Схема параметрического стабилизатора напряжения
Основные соотношения токов и напряжений в стабилизаторе определяются первым и вторым законами Кирхгофа:

Принцип действия параметрического стабилизатора

Принцип действия параметрического стабилизатора постоянного напряжения удобно объяснять с помощью рис . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 5, на котором изображены вольтамперная характеристика (ВАХ) стабилитрона и «опрокинутая» ВАХ балластного резистора.

Работа стабилизатора напряжения происходит следующим образом. При изменении на напряжения на входе стабилизатора U, происходит соответствующее изменение тока I, а, следовательно изменятся токи стабилитрона и нагрузки. Однако при изменении тока стабилитрона напряжение на нем изменится на очень маленькую величину в соответствии с ВАХ стабилитрона (рис.5), т.е. почти не изменится. Согласно второму закону Кирхгофа, при изменении входного напряжения, падение напряжения на балластном сопротивлении изменится пропорционально току, оказывается равным приращению входного напряжения. Другими словами, все приращение входного напряжения падает на балластном сопротивлении, а напряжение на стабилитроне и на нагрузке почти не изменится. Запишем математически выше сказанное:

U ± ∆U = (Iст + Iн ±∆Iст)•Rбал + Uн

Принимая, U = const и Rн = const, получаем Iн = const, при этом условие сохранения рабочей точки стабилитрона на участке АВ вольтамперной характеристики (рис.5) определяется по формуле:
±∆U = ±∆IстRбал

Рис. 5. Пояснение принципа действия стабилизатора напряжения

Из этого следует, что нормальная работа быть обеспечена соответствующим выбором величины балластного сопротивления. Тогда, при изменении напряжении на входе стабилизатора, не нарушается нормальные пределы стабилизации выходного напряжения Uн.
При стабилизации напряжения принимая, Iн = var и Rн = var и U = const, на входе стабилизатора происходит перераспределение токов между нагрузкой и стабилитроном с сохранением неизменным напряжения на стабилитроне и падения напряжения на балластном сопротивлении в соответствии с уравнением:

U = I•Rбал + Uн = ((Iн ± ∆Iн) + (Iст ± ∆Iст))•Rбал + Uн

Для нормальной работы стабилизатора, при изменяющейся нагрузки, изменение тока не должно приводить к выходу тока стабилитрона за пределы максимального и минимального допустимых его значений.
При условии U = const и Rн = const, расчет стабилизатора сводится к тому, чтобы выбрать стабилитрон и выбрать величину Rбал, тогда из системы уравнений (1) получаем формулу для расчета Rбал:

Сопротивление резистора должно быть таким, чтобы ток стабилитрона был бы не менее Iст min, т. е. не выходил за пределы рабочего участка АВ (рис.5) ВАХ стабилитрона. 
Балластное сопротивление определяет основные потери стабилизатора, поэтому параметрические стабилизаторы используют только в маломощных схемах.
Стабилитрон выбирается по параметрам из справочника:
1. Iст max – максимально допустимый ток стабилитрона; 
2. Uст – напряжение стабилизации;
3. Iст min — минимальный ток стабилитрона.

 

Основные параметры стабилизатора:

1. Коэффициент стабилизации, равный отношению приращений входного и выходного напряжений. Коэффициент стабилизации характеризует качество работы стабилизатора.

2. Выходное сопротивление стабилизатора
Rвых = Rдиф
Для нахождения Кст и Rвых рассматривается схема замещения стабилизатора для приращений рис.6. Нелинейный элемент работает на участке стабилизации, где его сопротивление переменному току Rдиф является параметром стабилизатора.

Рис. 6 Схема замещения параметрического стабилизатора напряжения
Дифференциальное сопротивление Rдиф определяется из уравнения:

Для схемы замещения получаем коэффициент стабилизации с учетом, что Rн >> Rдиф и Rбал >> Rдиф,:

Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора напряжения Кст = 5 ÷ 30
Для получения повышения стабилизированного напряжения применяют последовательное включение стабилитронов.
Параллельное включение стабилитронов не допускается. С целью увеличения коэффициента стабилизации возможно каскадное включение нескольких параметрических стабилизаторов напряжения

А как ты думаешь, при улучшении параметрический стабилизатор напряжения, будет лучше нам? Надеюсь, что теперь ты понял что такое параметрический стабилизатор напряжения и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база

Параметрический стабилизатор — основные параметры

В маломощных схемах на нагрузку до 20 миллиампер применяется устройство с малым коэффициентом действия, и называется параметрическим стабилизатором. В устройстве таких приборов имеются транзисторы, стабилитроны и стабисторы. Они применяются в основном в компенсационных устройствах стабилизации в качестве опорных источников питания. Параметрические стабилизаторы в зависимости от технических данных могут быть 1-каскадными, мостовыми и многокаскадными.

Стабилитрон в устройстве прибора подобен подключенному диоду. Но обратный пробой напряжения больше подходит для стабилитрона и является базой его нормальной работы. Эта характеристика нашла популярность для разных схем, где необходимо создавать ограничение сигнала входа по напряжению.

Такие стабилизаторы являются быстродействующими приборами, и защищают участки с повышенной чувствительностью от импульсных помех. Применение таких элементов в новых схемах является показателем их повышенного качества, которое обеспечивает постоянное функционирование в разных режимах.

Схема стабилизатора

Базой этого прибора является схема подключения стабилитрона, применяющаяся и в других видах приборов вместо источника питания.

Схема включает в себя делитель напряжения из балластного сопротивления и стабилитрона, к которому параллельно подключена нагрузка. Устройство выравнивает напряжение на выходе при переменном питании и нагрузочном токе.

Действие схемы происходит следующим образом. Напряжение, повышающееся на входе прибора, вызывает повышение тока, который проходит через сопротивление R1 и стабилитрон VD. На стабилитроне напряжение остается постоянным из-за его вольтамперной характеристики. Поэтому не меняется и напряжение на нагрузке. В итоге все преобразованное напряжение будет приходить на сопротивление R1. Такой принцип действия схемы позволяет сделать расчет всех параметров.

Принцип действия стабилитрона

Если стабилитрон сравнивать с диодом, то при подключении диода в прямом направлении по нему может проходить обратный ток, который имеет незначительную величину в несколько микроампер. При повышении обратного напряжения до некоторой величины возникнет пробой электрический, а если ток очень велик, то произойдет и тепловой пробой, поэтому диод выйдет из строя. Конечно, диод может работать при электрическом пробое при снижении тока, проходящего через диод.

Стабилитрон спроектирован так, что его характеристика на участке пробоя имеет повышенную линейность, а разность потенциалов пробоя достаточно стабильна. Стабилизация напряжения с помощью стабилитрона выполняется при его функционировании на обратной ветви свойства тока и напряжения, а на прямой ветке графика стабилитрон работает как обычный диод. На схеме стабилитрон обозначается:

Параметры стабилитрона

Его главные параметры можно увидеть по характеристике напряжения и тока.

• Напряжение стабилизации является напряжением на стабилитроне при прохождении тока стабилизации. Сегодня производятся стабилитроны с таким параметром, равным 0,7-200 вольт.
• Наибольший допустимый ток стабилизации. Он ограничен величиной наибольшей допустимой мощности рассеивания, которая зависит от температуры внешней среды.
• Наименьший ток стабилизации, рассчитывается наименьшей величиной тока, протекающего через стабилитрон, при этом сохраняется действие стабилизатора.
• Дифференциальное сопротивление – это величина, равная отношению приращения напряжения к малому приращению тока.

Стабилитрон, подключенный в схеме как простой диод в прямом направлении, характеризуется величинами постоянного напряжения и наибольшим допустимым прямым током.

Расчет параметрического стабилизатора

Добротность функционирования прибора вычисляется по коэффициенту стабилизации, который вычисляется по формуле: Кст U = (ΔUвх / Uвх) / (ΔU вых / Uвых).

Далее расчет стабилизатора с применением стабилитрона производится в сочетании с балластным резистором в соответствии с типом применяемого стабилитрона. Для расчета используются рассмотренные ранее параметры стабилитрона.

Определим порядок расчета на примере. Возьмем исходные данные:

• U вых=9 В;
• I н =10мА;
• ΔI н = ±2мА;
• ΔU вх = ± 10% Uвх

По справочнику подбираем стабилитрон Д 814Б, свойства которого:

• U ст = 9 В;
• I ст. макс = 36 мА;
• I ст. мин = 3 мА;
• R д = 10 Ом.

Далее вычисляется входное напряжение: Uвх = nст *Uвых, где nст – коэффициент передачи. Функционирование стабилизатора станет эффективнее, если этот коэффициент будет в пределах 1,4-2. Если nст =1,6, то U вх= 1,6 * 9 = 14,4 В.

На следующем шаге производится расчет балластного резистора. Используется формула: R о = (U вх – U вых) / (I ст + I н). Величина тока I ст выбирается: I ст ≥ I н. При изменении U вх на величину Δ Uвх и Iн на ΔIн, не может быть больше тока стабилитрона величин I ст. макс и I ст. мин. Поэтому, I ст берется в качестве среднего допустимой величины в этом интервале и равно 0,015 ампер.

Значит, балластный резистор равен: R о = (14,4 – 9)/(0,015+0,01 )= 16 Ом. Ближнее стандартное значение составляет 220 Ом. Для выбора типа сопротивления, выполняется расчет рассеиваемой мощности на корпусе. Применяя формулу Р = I*2 R о, определяем величину Р = (25*10-3) * 2 * 220 = 0,138 ватт. Другими словами, стандартная мощность сопротивления равна 0,25 ватт.

Поэтому лучше подойдет сопротивление МЛТ — 0,25 — 220 Ом. После осуществления расчетов необходимо проверить правильность выбора режима действия стабилитрона в схеме параметрического прибора. В первую очередь определяется его наименьший ток: Iст. Мин = (U вх – ΔU вх – U вых) / Rо – (I н + ΔI н), с практическими параметрами определяется величина I ст.мин = (14,4–1,44–9) * 103 / 220–(10+2) = 6 миллиампер.

Такая же процедура производится для вычисления наибольшего тока: I ст. макс=(Uвх+ΔUвх–Uвых)/Rо–(Iн–ΔIн). По исходным параметрам, наибольший ток составит: Iст.макс=(14,4 + 1,44 – 9) * 103 / 220–(10 – 2)=23 миллиампер. Если в результате вычисленные значения наименьшего и наибольшего тока превосходят допустимые границы, то необходимо заменить I ст или резистор R о. Иногда требуется замена стабилитрона.

Параметрические стабилизаторы с повышенной нагрузочной способностью

 

Типовые схемы параметрических стабилизаторов обеспечивают приемлемые параметры только при достаточно малых тока нагрузки (не более \({0,5. ..1} \cdot I_{ст max}\)). Для питания более мощных цепей требуются дополнительные меры.

Может показаться, что проблема разрешима при параллельном включении нескольких однотипных стабилитронов на выходе стабилизатора. Однако делать это недопустимо, поскольку из-за разброса параметров стабилитроны будут работать в существенно различающихся режимах. В крайнем случае можно применить стабилитрон с большей мощностью. Если же таким образом повысить ток нагрузки до требуемого уровня не удается, то можно применить дополнительный транзистор, включенный по схеме эмиттерного повторителя (рис. 3.5-6).

 

Рис. 3.5-6. Параметрический стабилизатор с эмиттерным повторителем

 

В такой схеме максимально допустимый ток нагрузки повышается в \(h_{21э}\) раз (\(h_{21э}\) — статический коэффициент усиления тока базы транзистора). Значение резистора \(R1\) (балластный резистор) должно подбираться в зависимости от конкретного тока нагрузки (\(I_{н max} = I_{VT1} \cdot h_{21э} – I_{ст min} \cdot h_{21э}\)). Резистор \(R2\) обеспечивает нормальный режим работы транзистора при малых токах. Выходное напряжение стабилизатора равно: \(U_{вых} = U_{ст} – U_{б-э}\), где \(U_{ст}\) — напряжение стабилизации применяемого стабилитрона, \(U_{б-э}\) — напряжение на эмиттерном переходе транзистора. Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора при включении эмиттерного повторителя не увеличивается.

Чтобы увеличить коэффициент стабилизации (в 5…10 раз) необходимо обеспечить постоянство тока стабилитрона при изменениях входного напряжения стабилизатора. Для этого балластный резистор заменяют источником тока. На рис. 3.5‑7 приведена схема стабилизатора с источником тока на биполярном транзисторе, а на рис. 3.5‑8 схемы стабилизаторов с эмиттерным повторителем и источником тока на полевом транзисторе.

 

Рис. 3.5-7. Параметрический стабилизатор с источником тока

 

Рис. 3.5-8. Параметрические стабилизаторы с эмиттерным повторителем и источником тока

 

Если в стабилизаторе, схема которого приведена на рис. 3.5-8а выбрать \(R1 = 0\), то допустимый ток нагрузки достигнет максимального значения. Однако при этом несколько снижается коэффициент стабилизации. Его можно улучшить, если включить цепь обратной связи, обозначенную пунктиром. Эта цепь вместе с резистором \(R1\) образует для переменной составляющей напряжения на транзисторе \(VT2\) делитель, с выхода которого напряжение поступает в цепь управления этим транзистором таким образом, что ток базы транзистора изменяется в противофазе с напряжением пульсаций.

Применение источника тока для питания стабилитрона позволяет ограничить ток базы транзистора эмиттерного повторителя и, следовательно, ток коллектора этого транзистора при коротком замыкании в цепи нагрузки. Однако в стабилизаторах с большим значением выходного напряжения (особенно при применении германиевых транзисторов) возможен перегрев транзистора вследствие повышения рассеиваемой мощности и эффекта саморазогрева. В стабилизаторе по схеме рис. 3.5-8б действует ООС по току, поскольку ток нагрузки протекает через резистор \(R1\). Поэтому ток короткого замыкания очень слабо зависит от температуры корпуса транзистора \(VT2\) и лавинный саморазогрев не проявляется до температур порядка 50…60 °C. Ток короткого замыкания устанавливается подбором резистора \(R1\).

 

 

< Предыдущая		Следующая >

Простейший параметрический стабилизатор — Club155.ru

 

Простейшая схема параметрического стабилизатора приведена на рис. 3.5-1.

 

Рис. 3.5-1. Простейший параметрический стабилизатор (а) и характеристики, поясняющие его работу (б)

 

Схема содержит балластный резистор \(R_б\) и стабилитрон \(VD1\), включаемый параллельно нагрузке \(R_н\) (т. е. это стабилизатор параллельного типа), в целях снижения пульсаций выходного напряжения при колебаниях тока в нагрузке может включаться фильтрующий конденсатор \(C_ф\). Принцип работы параметрического стабилизатора хорошо виден при рассмотрении нагрузочных характеристик, представленных на рис. 3.5-1б. Здесь кривая представляет собой вольт-амперную характеристику стабилитрона, а угол наклона прямой (\(\alpha\)) определяется сопротивлением балластного резистора \(R_б\) (\(\operatorname{tg} \alpha = 1/R_б\)). Точка пересечения данной прямой с осью напряжений определяется заданным напряжением на входе стабилизатора \(U_{вх}\), а точка пересечения с ВАХ стабилитрона характеризует текущий режим работы этого прибора (\(I_{ст}\), \(U_{ст} = U_{вых}\)).

Выходное напряжение стабилизатора (\(U_{вых}\)), а также ток стабилитрона (\(I_{ст}\)) определяются положением точки пересечения нагрузочной прямой резистора и ВАХ стабилитрона. Если значение входного напряжения изменится (например, увеличится), то изменится и положение прямой (на рис. 3.5-1б показано пунктиром), а рабочая точка стабилитрона сместится в сторону больших токов. При этом очевидно, что напряжение на стабилитроне (соответственно, и на нагрузке) останется практически неизменным (т.е. происходит его стабилизация на уровне, определяемом типом конкретного применяемого стабилитрона). Приведенные выкладки сделаны в предположении, что \(R_н \gg R_б\) и \(I_б \approx I_{ст}\). С уменьшением \(R_н\) существенная часть тока стабилитрона будет ответвляться в нагрузку (\(I_б = I_{ст} + I_н\)). Влияние тока нагрузки на нагрузочные характеристики, приведенные на рис. 3.5-1б может быть выражено смещением кривой, изображающей ВАХ стабилитрона, вниз по оси токов на величину тока нагрузки (положение нагрузочной прямой балластного резистора должно оставаться прежним). Если такое смещение будет незначительным, то оно не окажет влияния на выходное напряжение стабилизатора, однако если в результате него рабочая точка стабилитрона перейдет в область с высокой зависимостью напряжения от тока, то стабилизирующие свойства схемы будут нарушены.

Из проведенного анализа следует, что режим работы стабилитрона (положение рабочей точки на ВАХ прибора) определяется значением входного напряжения \(U_{вх}\) и сопротивлением балластного резистора \(R_б\). Оптимальный выбор этого резистора (для обеспечения наилучшей стабилизации выходного напряжения при колебаниях входного напряжения) возможен только при учете характера нагрузки (постоянная, переменная) и величины протекающего через нее тока (и возможного диапазона его изменения).

Более глубокий анализ рассматриваемого параметрического стабилизатора позволяет получить следующие выражения для коэффициента стабилизации \(K_{ст}\) и для расчета оптимальной величины балластного сопротивления \(R_б\):

\( K_{ст} \cfrac{\operatorname{\delta} U_{вх}}{\operatorname{\delta} U_{вых}} = \cfrac{U_{вых} \left( 1 — 0,01 \cdot \operatorname{\delta} U_{вх} \right)}{r_{ст} \left( I_{н max} + I_{ст min} \right)}\)

\( R_б = \cfrac{U_{вх} \left( 1 — 0,01 \cdot \operatorname{\delta} U_{вх} \right) — U_{вых}}{I_{н max} + I_{ст min}}\),

где:

\(r_{ст}\) — дифференциальное сопротивление стабилитрона,

\(\operatorname{\delta} U_{вх}\) — предельное относительное отклонение входного напряжения от его среднего значения, %.

 

Конкретное значение выходного стабилизированного напряжения определяется типономиналом применяемого стабилитрона. При выборе стабилитрона следует учитывать и такой параметр, как максимально допустимый ток стабилизации (\(I_{ст max}\)). При переменном характере нагрузки может потребоваться достаточно большой запас по этому значению. Если напряжение стабилизации мало (1…3 В), вместо стабилитронов должны применяться стабисторы. Кроме этого возможно использование многих широко распространенных светодиодов, которые, также как и стабисторы, имеют резкий изгиб прямой ветви вольт-амперной характеристики в диапазоне напряжений 1,5…2,5 В.

 

 

< Предыдущая		Следующая >

Параллельный параметрический и последовательный стабилизаторы напряжения

Параллельный параметрический стабилизатор, последовательный стабилизатор на биполярном транзисторе. Практические расчеты.

Доброго дня уважаемые Радиолюбители!
Сегодня на сайте “Радиолюбитель“, в разделе “Практикум начинающего радиолюбителя“, мы продолжим рассмотрение статьи “Источники питания радиолюбительских устройств“. Напомню, что в прошлый раз, изучая схему источника питания радиолюбительских устройств, мы остановились на назначении и расчете сглаживающего фильтра:

Сегодня мы рассмотрим последний элемент – стабилизатор напряжения.

Стабилизатор напряжения — преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при колебаниях входного напряжения и сопротивления нагрузки

Сегодня мы рассмотрим два простейших стабилизатора напряжения:
— параллельный параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне;
– последовательный стабилизатор напряжения на биполярном транзисторе.

---

Параллельный параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне

Полупроводниковый стабилитрон —  (другое название – диод Зенера)  предназначен для стабилизации постоянного напряжения источников питания. В простейшей схеме линейного параметрического стабилизатора он выступает одновременно и источником опорного напряжения, и силовым регулирующим элементом. В более сложных схемах ему отводится только роль источника опорного напряжения.

Один из внешних видов и обозначение стабилитрона:

Как работает стабилитрон

Напряжение на стабилитрон (в отличие от диода) подают в обратной полярности (анод соединяют с минусом а катод с плюсом источника питания – Uобр). При таком включении через стабилитрон течет обратный ток – Iобр.
При увеличении напряжения обратный ток растет очень медленно (на схеме, почти параллельно оси Uобр), но при некотором напряжении Uобр переход стабилитрона пробивается (но разрушение стабилитрона в этот момент не происходит) и через него начинает идти обратный ток значительно большего значения. В этот момент вольтамперная характеристика стабилитрона (ВАХ) резко идет вниз (почти параллельно оси Iобр) – наступает режим стабилизации, основные параметры которого – напряжение стабилизации минимальное (Uст min) и ток стабилизации минимальный (Iст min).
При дальнейшем увеличении Uобр ВАХ стабилитрона опять меняет свое направление – заканчивается режим стабилизации, основные параметры которого – напряжение стабилизации максимальное (Uст max)  и ток стабилизации максимальный (Iст max). С этого момента стабилитрон теряет свои свойства, начинает разогреваться, что может привести к тепловому пробою перехода стабилитрона и соответственно к его выходу из строя.

Режим стабилизации стабилитрона может быть в широких пределах, поэтому в документации на стабилитроны указывают допустимые минимальные и максимальные значения токов (Iст min и Iст max) и напряжений стабилизации (Uст min и Uст max). Внутри этих диапазонов лежат выбранные производителем номинальные значения – Iст и Uст. Номинальный ток стабилизации обычно устанавливается производителями на уровне 25%-35% от максимального, а номинальное значение напряжения стабилизации как среднее от максимального и минимального.

Для примера можно воспользоваться программой  “TBFEdit”  – справочник по радиодеталям“ и воочию посмотреть какие характеристики приводятся в справочниках по стабилитронам:

К примеру стабилитрон Д814Г:
— номинальный ток стабилизации (Iст)= 5 мА;
– номинальное напряжение стабилизации (Uст)= (от 10 до 12 вольт)= 11 вольт;
– максимальный ток стабилизации (Iст max)= 29 мА.
Эти данные нам будут необходимы при расчетах простейшего стабилизатора напряжения.

Если вы не смогли найти нужный наш родной, советский, стабилитрон, то можно используя, к примеру программу, Color And Code, подобрать по нужным параметрам буржуйский аналог:

Как видите, стабилитрон Д814Г легко можно заменить аналогом – BZX55C11 (у которого характеристики даже немного получше)

Ну а теперь рассмотрим параллельный параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне.

Параллельный параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне применяется в слаботочных устройствах (несколько миллиампер) и представляет собой делитель напряжения (на резисторе R – балластный резистор и стабилитроне VD – который выполняет роль второго резистора) на вход которого подается нестабильное  напряжение  а выходное напряжение снимается с нижнего плеча делителя. При повышении (понижении) входного напряжения внутреннее сопротивление стабилитрона уменьшается (увеличивается), что позволяет удерживать выходное напряжение на заданном уровне. На балластном резисторе падает разница между входным напряжением питания и напряжением стабилизации стабилитрона.

Рассмотрим схему данного (самого простейшего) стабилизатора напряжения:

Как рассчитать параметры такого стабилизатора. Первое и самое главное, что нужно запомнить:

Для нормальной работы схемы ток через стабилитрон должен в несколько раз (3-10 раз) превышать ток в стабилизируемой нагрузке. Практически, так-как номинальный ток стабилизации стабилитрона в несколько раз меньше максимального, то допускается при расчетах считать, что ток нагрузки не должен превышать номинального тока стабилизации.
К примеру: ток потребляемый нагрузкой составляет 10 мА, значит нам необходимо подобрать такой стабилитрон, чтобы его номинальный ток стабилизации не был меньше 10 мА (лучше конечно, если он будет больше).

Расчет параллельного параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне

Дано:
Uвх – входное напряжение = 15 вольт
Uвых – выходное напряжение (напряжение стабилизации) = 11 вольт

Расчет:
1. По справочнику, приведенному выше, определяем, что для наших целей подходит стабилитрон Д814Г:
Uст (10-12в)= 11 вольт
Iст max= 29 мА
Iст номинальный = 5 мА
Исходя из сказанного выше, определяемся, что ток нагрузки не должен превышать Iст номинального – 5 мА
2. Определяем напряжение падения на балластном резисторе (R) как разность входного и выходного стабилизированного напряжения:
Uпад=Uвх – Uвых=15-11= 4 вольта
3. Используя закон Ома, определяем номинал балластного сопротивления R, деля напряжение падения Uпад на Iст стабилитрона:
R= Uпад/Iст= 4/0,005= 800 Ом
Так как резисторов номиналом 800 Ом нет, берем ближайший больший номинал – R=1000 Ом= 1 кОм
4. Определяем мощность балластного резистора R:
Pрез= Uпад*Iст= 4*0,005= 0,02 ватта
Так как через резистор протекает не только ток стабилизации стабилитрона но и ток потребляемый нагрузкой, то полученное значение увеличиваем минимум в 2 раза:
Pрез= 0,004*2= 0,008 ват, что соответствует ближайшему номиналу = 0,125 ватт.

Что делать если вы не нашли стабилитрон с нужным напряжением стабилизации.
В этом случае можно применить последовательное соединение стабилитронов. К примеру, если мы соединим последовательно два стабилитрона Д814Г, то напряжение стабилизации составит 22 вольта (11+11). Если соединим Д814Г и Д810 то получим напряжение стабилизации 20 вольт (11+10).
Допускается любое число последовательного соединения стабилитронов одной серии (как в примере – Д8**).
Последовательное соединение стабилитронов разной серии допускается только в том случае, если рабочие токи последовательной цепочки укладываются в паспортные диапазоны токов стабилизации каждой использованной серии.

Что делать, если в приведеном выше примере, ток нагрузки составляет к примеру не 5 а 25 мА?
Можно конечно все так и оставить, так как максимальный ток стабилизации (Iст max) Д814Г равен 29 мА, единственное придется пересчитать мощность балластного резистора. Но в этом случае стабилитрон будет работать на пределе своих возможностей и у вас не будет никаких гарантий, что он не выйдет из строя.
А что делать если ток нагрузки составляет, к примеру, 50 мА?

---

 

Последовательный стабилизатор напряжения на биполярном транзисторе

Последовательный стабилизатор напряжения на биполярном транзисторе – это по сути параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне, подключенный ко входу эммитерного повторителя.

Его выходное напряжение меньше напряжения стабилизации стабилитрона за счет падения напряжения на переходе база-эммитер транзистора (для кремниевых транзисторов – около 0,6 вольт, для германиевы – окло 0,25 вольт), что нужно учитывать при выборе стабилитрона.
Эммитерный повторитель (он же – усилитель тока) позволяет увеличить максимальный ток стабилизатора напряжения по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне в β (h_21э) раз (где β (h31э) – коэффициент усиления по току данного транзистора, берется наименьшее значение).

Схема последовательного стабилизатора на биполярном транзисторе:

Так-как данный стабилизатор состоит из двух частей – источник опорного напряжения (он же параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне) и усилителя тока на транзисторе (он же эммитерный повторитель), то расчет такого стабилизатора производится аналогично выше приведенному примеру.
Единственное отличие:
— к примеру нам надо получить ток нагрузки 50 мА, тогда выбираем транзистор с коэффициентом усиления β (h_21э) не менее 10 (β (h_21э)=Iнагрузки/Iст=50/5=10
– мощность балластного резистора рассчитываем по формуле: Ррез=Uпад*(Iст+Iнагрузки)

Ток нагрузки можно увеличить еще в несколько раз, если применить схему с составным тразистором (два транзистора, включенные по схеме Дарлингтона или Шиклаи):

---

---

Вот, в принципе, и все.

параметрический стабилизатор напряжения

Для любителей более точных и изощренных расчетов предлагается способ посложнее. Здесь исходными данными будут стабилизированное напряжение Uст = Uн на нагрузке Rн, предельные значения тока нагрузки Iн min и Iн max и наибольшие относительные ожидаемые отклонения входного напряжения питания и от его номинального значения Uвх ном. Исходя из соображений надежности аппаратуры мощность, рассеиваемая на стабилитроне, должна обязательно быть ниже предельной. Учитывая это, рекомендуется принимать при расчете наибольшее рабочее значение тока через стабилитрон не более 0,8 от указанного в справочнике Iст max. Это принятое значение тока обозначим Iст.р max. При токе Iст min , регламентированном техническими условиями, динамическое сопротивление rд стабилитрона существенно увеличивается по сравнению со значением, соответствующим номинальному току стабилизации. Это ухудшает стабильность выходного напряжения в режиме наибольших значений тока нагрузки и при напряжении Uвх, близком к нижнему пределу. Для того, чтобы обеспечить приемлемый коэффициент стабилизации, минимальное рабочее значение тока через стабилитрон Iст.р min принимают при расчете в 3раза большим, чем Iст min. При расчете необходимо учитывать, что чем больше Iст.р min и чем меньше Iст.р max, тем больше необходимое значение напряжения Uвх.
Сначала проверяют пригодность выбранного по напряжению стабилизации стабилитрона при заданных пределах тока нагрузки и питающего напряжения:
, где и . Если неравенство не выполняется и нет возможности применить более мощный стабилитрон, то придется задаться меньшими значениями и , уменьшить Iн max или увеличить Iн max.
В тех случаях, когда нагрузка включена постоянно и нагрузочный ток не изменяется, можно принять Iн max = Iн min. Если же, наоборот, надо предусмотреть режим холостого хода стабилизатора, то во избежание повреждения стабилитрона выбирают Iн min = 0. Ток выражают в миллиамперах.
Номинальное значение напряжения Uвх, которое должен обеспечить выпрямитель, вычисляют по формуле:

Параметрический регулятор напряжения Электроника, Микроэлектроника .

..

Параметрический регулятор напряжения

Во многих радиоэлектронных устройствах, где используются вторичные источники питания, необходимо поддерживать напряжение или ток на определенном постоянном уровне. требуется, независимо от возможных изменений входного напряжения и выходного тока. Для этого используются стабилизаторы напряжения или тока. В данном учебно-методическом пособии рассматривается параметрический стабилизатор напряжения на полупроводниковом стабилитроне.Параметрические стабилизаторы имеют простую конструкцию и высокую надежность, но обладают низким КПД.
Схема параметрического регулятора напряжения рис. 4 состоит из балластного резистора Rbal (для ограничения тока через стабилитрон) и включенного параллельно нагрузке стабилитрона, выполняющего основную функцию стабилизации.

Рис. 4 Параметрический параметрический регулятор напряжения
Основные соотношения токов и напряжений в стабилизаторе определяются первым и вторым законами Кирхгофа:

Принцип действия параметрического стабилизатора

Принцип работы параметрического стабилизатора постоянного напряжения удобно пояснить на рис.5, на котором показана вольт-амперная характеристика (ВАХ) стабилитрона и «инвертированная» ВАХ балластного резистора. Работа регулятора напряжения следующая. При изменении напряжения на входе стабилизатора U происходит соответствующее изменение тока I, а, следовательно, изменяются токи стабилитрона и нагрузки. Однако при изменении тока стабилитрона напряжение на нем изменится на очень небольшую величину в соответствии с вольт-амперной характеристикой стабилитрона (рис.5), т.е. практически без изменений. Согласно второму закону Кирхгофа, при изменении входного напряжения падение напряжения на балластном сопротивлении изменяется пропорционально току, равному приращению входного напряжения. Другими словами, все приращение входного напряжения падает на балластном сопротивлении, а напряжение на стабилитроне и на нагрузке практически не меняется. Запишем вышесказанное математически:

U ± ∆U = (Ist + In ± ∆Ist) • Rbal + Un

Принимая, U = const и Rn = const, получаем In = const, а условие сохранения рабочего точка стабилитрона на участке АВ вольт-амперной характеристики (рис.5) определяется по формуле:
± ∆U = ± ∆IstRbal

Рис. 5. Пояснение принципа действия регулятора напряжения

Отсюда следует, что нормальная работа обеспечивается соответствующим выбором величины балластного сопротивления. Тогда при изменении напряжения на входе стабилизатора нормальные пределы стабилизации выходного напряжения Un не нарушаются.
Когда напряжение стабилизируется путем принятия, In = var и Rn = var и U = const, токи перераспределяются на входе стабилизатора между нагрузкой и стабилитроном при сохранении того же напряжения на стабилитроне и падения напряжения на балластное сопротивление согласно уравнению:

U = I • Rbal + Un = ((In ± ∆In) + (Iast ± ∆Ist)) • Rbal + Un

Для нормальной работы стабилизатора с переменными нагрузками, изменение тока не должно приводить к выходу тока стабилитрона за пределы его максимального и минимально допустимых значений.
При условии U = const и Rh = const расчет стабилизатора сводится к выбору стабилитрона и выбора Rbal, тогда из системы уравнений (1) получаем формулу для расчета Rbal:

Сопротивление резистор должен быть таким, чтобы ток стабилитрона был не менее Ist min, т.е. не выходил за пределы рабочей области AB (рис.5) вольт-амперной характеристики стабилитрона.
Балластное сопротивление определяет основные потери стабилизатора, поэтому параметрические стабилизаторы используются только в маломощных схемах.Стабилитрон
выбирается параметрами из справочника:
1. Ist max — максимально допустимый ток стабилитрона;
2. Усть — стабилизация напряжения;
3. Ist min — минимальный ток стабилитрона.

Основные параметры стабилизатора:

1. Коэффициент стабилизации равен отношению приращений входного и выходного напряжения. Коэффициент стабилизации характеризует качество стабилизатора.

2.Выходной импеданс стабилизатора
Rout = Rdiff
Чтобы найти Kst и Rout, рассматривается схема замены стабилизатора для приращений, показанная на рисунке 6. Нелинейный элемент работает на участке стабилизации, где его сопротивление переменному току Rdif является параметром стабилизатора.

Рис. 6 Эквивалентная схема параметрического регулятора напряжения
Дифференциальное сопротивление Rdif определяется из уравнения:

Для эквивалентной схемы получаем коэффициент стабилизации с учетом того, что Rn >> Rdif и Rbal >> Rdif:

Коэффициент стабилизации параметрического регулятора напряжения Кст = 5 ÷ 30
Для увеличения стабилизированного напряжения используется последовательное включение стабилитронов.
Параллельное включение стабилитронов не допускается. Для увеличения коэффициента стабилизации можно каскадировать несколько параметрических регуляторов напряжения

Параметрическая стабилизация биологической координации: теоретическая модель

J Biol Phys. 2000 Jun; 26 (2): 85–112.

В.К. Jirsa

Центр сложных систем и наук о мозге, Атлантический университет Флориды, Бока-Ратон, Флорида 33431 США

П. Финк

Центр сложных систем и наук о мозге, Атлантический университет Флориды, Бока-Ратон, Флорида 33431 U.S.A.

P. Foo

Центр сложных систем и наук о мозге, Атлантический университет Флориды, Бока-Ратон, Флорида 33431 США

J.A.S. Келсо

Центр сложных систем и наук о мозге, Атлантический университет Флориды, Бока-Ратон, Флорида 33431 США

Центр сложных систем и наук о мозге, Атлантический университет Флориды, Бока-Ратон, Флорида 33431 США

Эта статья цитируется в других статьях в ЧВК.

Abstract

В исследованиях координации человека информация из окружающей среды может не только определять ритмическое поведение человека, но и вносить вклад в наблюдаемую динамику, например.грамм. явление, известное в литературе как закрепление. Для парадигматического случая бимануальной координации мы изучаем этот вклад математически и разрабатываем модель взаимодействия между внутренней динамикой конечности и сигналами окружающей среды от метронома в терминах уравнений осциллятора. Мы обсуждаем аддитивное и мультипликативное влияние метронома и показываем, что последнее более уместно. Наша модель описывает взаимодействие одной конечности с метрономом, а также взаимодействие нескольких конечностей с метрономом. Мы устанавливаем термин параметрической стабилизации, который сохраняет характеристики бимануальной координации и дополнительно объясняет изменяющуюся стабильность движения при различных условиях метронома, частотную зависимость амплитуд движений пальцев, явления привязки и геометрию траекторий фазового пространства.Предсказания нашей модели проверены экспериментальными наблюдениями.

Полный текст

Полный текст этой статьи доступен в формате PDF (224 КБ).

Избранные ссылки

Эти ссылки находятся в PubMed. Это может быть не полный список ссылок из этой статьи.

• Amazeen P.G., Schmidt R.C., Turvey M.T. Частотная расстройка динамики фазового увлечения визуально сопряженных ритмических движений. Биол. Киберн. 1995; 72: 511–518. [PubMed] [Google Scholar]
• Бик П.J., Schmidt R.C., Morris A.W., Sim M.Y., Turvey M.T. Линейная и нелинейная жесткость и трение в биологических ритмических движениях. Биол. Киберн. 1995. 73: 499–507. [PubMed] [Google Scholar]
• Библоу В.Д., Карсон Р.Г., Гудман Д. Выражения асимметрии и привязки в бимануальной координации. Наука человеческого движения. 1994; 13: 3–28. [Google Scholar]
• Carson R.G. Динамика изометрической бимануальной координации. Exp. Brain Res. 1995. 105: 465–476. [PubMed] [Google Scholar]
• Карсон Р.Г., Библоу У., Гудман Д. Динамическая подструктура бимануальной координации. В: Swinnen S.P., Heuer H., Massion J., Caesar P., редакторы. Межконечностная координация: нейронные, динамические и когнитивные ограничения. Нью-Йорк: Academic Press; 1994. С. 278–300. [Google Scholar]
• DeGuzman G.C., Kelso J.A.S. Многочастотные поведенческие паттерны и карта фазового привлекательного круга. Биол. Киберн. 1991; 64: 485–495. [PubMed] [Google Scholar]
• Элиас С., Гроссберг С. Формирование паттернов, контроль контраста и колебания в кратковременной памяти при шунтировании сетей на центр вне окружающего пространства.Биол. Киберн. 1975. 20: 69–98. [Google Scholar]
• Фельдман А.Г. Суперпозиция моторных программ. I. Ритмичные движения предплечий у человека. Неврология. 1980; 5: 81–90. [PubMed] [Google Scholar]
• Фельдман А.Г. Суперпозиция моторных программ. II. Быстрое сгибание предплечья у мужчин. Неврология. 1980; 5: 91–95. [PubMed] [Google Scholar]
• Финк П.В., Келсо Дж.А.С., Джирса В.К., Фу П. Информационная стабилизация бимануальной координации пальцев. Журнал спортивной психологии.1998; 20: S33. [Google Scholar]
• Fink, P.W., Foo, P., Jirsa, V.K. и Келсо, J.A.S. (1999) Локальная и глобальная стабилизация координации с помощью сенсорной информации, Exp. Brain Res. , в печати. [PubMed]
• Гроссберг С., Прибе С., Коэн М.А. Нейронный контроль межконечностных колебаний. I. Бимануальная координация человека. Биол. Киберн. 1997. 77: 131–140. [PubMed] [Google Scholar]
• Гукенхаймер Дж., Холмс П. Нелинейные колебания, динамические системы и бифуркации векторных полей.Нью-Йорк: Спрингер; 1983. [Google Scholar]
• Хакен Х. Синергетика. Введение. 3-е изд. Берлин: Springer; 1983. [Google Scholar]
• Хакен Х. Продвинутая синергетика. 2-е изд. Берлин: Springer; 1987. [Google Scholar]
• Хакен Х. Принципы работы мозга. Берлин: Springer; 1996. [Google Scholar]
• Хакен Х., Келсо Дж. А.С., Бунц Х. Теоретическая модель фазовых переходов в движениях руки человека. Биол. Киберн. 1985. 51: 347–356. [PubMed] [Google Scholar]
• Хакен Х., Пепер С.Е., Бик П.Дж., Даффертсхофер А. Модель фазовых переходов в движениях руки человека во время многочастотного постукивания. Physica D. 1996; 90: 179–196. [Google Scholar]
• Ходжкин А.Л., Хаксли А.Ф. Количественное описание мембранного тока и его применение к проводимости и возбуждению в нерве. J. Physiol. 1952; 117: 500–544. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Джирса В.К., Хакен Х. Полевая теория электромагнитной активности мозга. Phys. Преподобный Let. 1996; 77: 960–963.[PubMed] [Google Scholar]
• Джирса В.К., Хакен Х. Вывод макроскопической теории поля мозга на основе квазимикроскопической нейронной динамики. Physica D. 1997; 99: 503–526. [Google Scholar]
• Jirsa V.K., Fuchs A., Kelso J.A.S. Соединение корковой и поведенческой динамики: бимануальная координация. Нейронные вычисления. 1998; 10: 2019–2045. [PubMed] [Google Scholar]
• Кей П.А., Келсо Дж.А.С., Зальцманн Э.Л., Шенер Г. Пространственно-временное поведение одиночных и бимануальных ритмических движений: данные и модель предельного цикла.J. Exp. Психология. 1987. 13: 178–192. [PubMed] [Google Scholar]
• Kelso J.A.S. На колебательной основе движения. Бык. Психон. Soc. 1981; 18: 63. [Google Scholar]
• Kelso J.A.S. Фазовые переходы и критическое поведение в бимануальной координации человека. Являюсь. J. Physiol. 1984; 15: R1000 – R1004. [PubMed] [Google Scholar]
• Kelso J.A.S. Динамические паттерны. Самоорганизация мозга и поведения. Кембридж, Массачусетс: MIT Press; 1995. [Google Scholar]
• Kelso J.А.С., Шольц Ю.П., Шенер Г. Неравновесные фазовые переходы в скоординированном биологическом движении: критические флуктуации. Phys. Позволять. А. 1986; 118: 279–284. [Google Scholar]
• Kelso J.A.S., DeGuzman G.C. Порядок во времени: как взаимодействие рук влияет на устройство мозга. В: Хакен Х., редактор. Нейронные и синергетические компьютеры. Берлин: Springer; 1988. С. 180–196. [Google Scholar]
• Келсо Дж. А. С., ДелКолл Дж. Д., Шёнер Г. Восприятие действия как процесс формирования паттерна.В: Жаннерод М., редактор. Внимание и производительность XIII. Хиллсдейл, Нью-Джерси: Эрлбаум; 1990. С. 136–169. [Google Scholar]
• Келсо Дж.А.С., ДеГузман Г.К., Холройд Т. Синергетическая динамика биологической координации с особым упором на фазовое притяжение и перемежаемость. В: Haken H., Köpchen H.P., редакторы. Ритмы в физиологических системах, ряды Спрингера в синергетике. Берлин: Springer; 1991. С. 195–213. [Google Scholar]
• Kelso J.A.S., Jeka J.J. Динамика нарушения симметрии координации движений многих конечностей человека.J. Exp. Психология: человеческое восприятие и производительность. 1992; 18: 645–688. [PubMed] [Google Scholar]
• Келсо Дж. А. С., Фукс А., Холройд Т., Чейн Д., Вайнберг Х. Бифуркации в человеческом мозге и поведении. Soc. f. Неврология. 1994; 20: 444. [Google Scholar]
• Nagashino H., Kelso J.A.S. Фазовые переходы в колебательных нейронных сетях. Наука об искусственных нейронных сетях, SPIE. 1992; 1710: 278–297. [Google Scholar]
• Прибе К., Гроссберг С., Коэн М.А. Нейронный контроль межконечностных колебаний.II. Походки и бифуркации двуногих и четвероногих. Биол. Киберн. 1997; 77: 141–152. [PubMed] [Google Scholar]
• Schmidt R.C., Shaw B.K., Turvey M.T. Динамика сцепления в межконечностной координации. J. Exp. Психология: человеческое восприятие и производительность. 1993; 19: 397–415. [PubMed] [Google Scholar]
• Scholz J.P., Kelso J.A.S., Schöner G. Неравновесные фазовые переходы в скоординированном биологическом движении: критическое замедление и время переключения. Phys. Позволять. А. 1987. 123: 390–394. [Google Scholar]
• Шёнер Г., Хакен Х., Келсо Дж. А.С. Стохастическая теория фазовых переходов в движении руки человека. Биол. Киберн. 1986; 53: 247–257. [PubMed] [Google Scholar]
• Schöner G., Kelso J.A.S. Синергетическая теория обусловленных окружающей средой и усвоенных паттернов координации движений: I. Относительная фазовая динамика. Биол. Киберн. 1988. 58: 71–80. [PubMed] [Google Scholar]
• Schöner G., Kelso J.A.S. Синергетическая теория обусловленных окружающей средой и усвоенных моделей координации движений: II.Компонентная динамика осциллятора. Биол. Киберн. 1988. 58: 81–89. [PubMed] [Google Scholar]
• Treffner P., Turvey M.T. Симметрия, нарушенная симметрия и хиральность в динамике бимануальной координации. Exp. Brain Res. 1996; 107: 463–478. [PubMed] [Google Scholar]
• Tuller B., Kelso J.A.S. Экологически обусловленные паттерны координации движений у нормальных субъектов и субъектов с расщепленным мозгом. Exp. Brain Res. 1989. 75: 306–316. [PubMed] [Google Scholar]
• Zanone P.G., Kelso J.A.S. Эволюция поведенческих аттракторов с обучением: неравновесные фазовые переходы.J. Exp. Психология: человеческое восприятие и производительность. 1992; 18: 403–421. [PubMed] [Google Scholar]

---

Статьи из Journal of Biological Physics любезно предоставлены Springer Science + Business Media B.V.

---

Стабилизатор напряжения. Схема, описание

Рис. 1. Параметрический стабилизатор

Рис. 2. Параметрический стабилизатор с транзистором

.

Рис. 3. Комплект расширения с транзистором последовательного переключения

Рис.4. Шунтирующий регулятор

Балластное сопротивление Rb = (U n — Ust) / Irn

где U н — номинальное значение питающего напряжения, В; Ust — напряжение стабилитрона, Irn — номинальный рабочий ток стабилитрона, мА.

При выборе номинального рабочего тока стабилитрона должны соблюдаться пределы:

Ист.мин. <Ирн <Истмакс.,

Где Ист.мин. — минимальный ток стабилитрона мА; Ист.макс. — максимальный ток стабилитрона мА; Irn — Номинальный рабочий ток стабилитрона, мА.

Ist.min значения. и Ист.макс. Указанные в паспортных данных применяемые для данного типа стабилитронов.

Номинальный рабочий ток стабилитрона

Irn = Ист.макс. (Ун — Усть) / (Апмакс — Усть)

где Up.maks — максимальное значение питающего напряжения, В.

Важными параметрами являются соотношение напряжения стабилизации стабилизатора и максимального тока нагрузки.

Коэффициент стабилизации показывает, во сколько раз изменение напряжения превышает изменение электрического напряжения на нагрузке:

Кст = Δ U н / Δ Vвых

где Δ U н — изменение входного напряжения; Δ Vout — выходное напряжение.

Максимально допустимый ток нагрузки

дюйм макс. = (Ун — Усть — Ист.мин.руб) /

руб.

Малая грузоподъемность и относительно небольшой коэффициент стабилизации накладывают определенные ограничения на использование параметрических стабилизаторов. К отрицательным факторам можно отнести нестабильность температуры, относительно большой разброс напряжения стабилизации одного типа приборов, невозможность изменения выходного напряжения.

Если допустимую нагрузку параметрического стабилизатора можно увеличить с помощью каскада усиления тока (рис.2), негативно повлиять на другие факторы очень сложно.

Значительно лучше по характеристикам стабилизаторы компенсации. Компенсирующий стабилизатор напряжения называется стабилизатором, влияние которого на величину регулируемого напряжения зависит от разницы между значениями выходного и модельного (эталонного) напряжения.

Одним из вариантов стабилизатора стабилизатора напряжения является непрерывное с последовательным включением регулирующего элемента, в котором используется принцип замкнутой системы автоматического регулирования.

В схеме стабилизатора, показанной на рисунке 3, можно выделить основные функциональные узлы: элемент управления VT1, источник опорного напряжения R2VD1 и усилитель постоянного тока VT2, принцип взаимодействия описан ниже.

Эмиттерное напряжение транзистора VT2 поддерживается постоянным по величине за счет напряжения стабилитрона VD1, рабочий ток задается резистором R2.

При понижении напряжения на выходе стабилизатора ниже заданного уровня и напряжения базы транзистора VT2, снимаемого с делителя напряжения RZR4.И с тех пор напряжение эмиттера транзистора VT2 остается прежним, напряжение уменьшается и база — эмиттер, что вызывает закрытие транзистора. Напряжение на коллекторе транзистора VT2 увеличивается и, делая базу транзистора VT1, открывается последний. Напряжение коллектор — эмиттер VT1 транзистора уменьшается, что вызывает увеличение выходного напряжения регулятора до заданной величины.

Если во время работы выходное напряжение стабилизатора увеличивается, транзистор VT2 открывается, напряжение на его коллекторе снижается, что вызывает отключение транзистора VT1 и, как следствие, уменьшение выходного напряжения стабилизатора.

Изменяя соотношение резисторов R3 и R4, можно регулировать выходное напряжение стабилизатора в определенных пределах.

Коэффициент стабилизации в непрерывном стабилизаторе выше, чем коэффициент стабилизации в параметрических стабилизаторах, и до 200, при увеличении коэффициента усиления усилителя постоянного тока, использовании отдельного опорного напряжения и т. Д. Может достигать нескольких тысяч. Внутреннее сопротивление таких стабилизаторов может иметь значение до нескольких миллиметров, что позволяет использовать их для питания нагрузки с низким сопротивлением.

Следующим представителем этого класса стабилизаторов является компенсационный стабилизатор непрерывного действия с параллельным регулирующим элементом (рис. 4). Использование таких стабилизаторов целесообразно только при незначительном изменении тока нагрузки во время работы. В противном случае эффективность таких стабилизаторов становится крайне низкой, что накладывает ограничения на их использование.

Литература: Альгинин Б.Е. Круговая электронная автоматика. АМ-1990. (Стабилизатор напряжения)

Зачем нужен параметрический стабилизатор?

С изобретением элементов с нелинейными схемами их использования возникло множество.Самой простой и надежной является схема, называемая параметрическим стабилизатором. Он отлично справляется со стабилизацией напряжения, прост в изготовлении и надежен в эксплуатации.

Полупроводниковый прибор может быть оснащен стабилитроном по сравнению с обратным диодом. Только пробой напряжения в обратную сторону в случае стабилитрона является нормальным режимом его работы. Это свойство широко используется в различных схемах, где по каким-то причинам требуется ограничить входной сигнал напряжения.Это могут быть согласующие устройства, когда нужно преобразовать сигнал с одного уровня на другой, более низкий. Либо защита от перенапряжения, либо схемы защиты от импульсного шума. Параметрический регулятор напряжения имеет хорошее быстродействие и отлично защищает чувствительные устройства от импульсных помех. Его наличие в электронных схемах стало нормой хорошего проектирования, учитывающего все возможные режимы работы оборудования. Схема такого стабилизатора настолько проста в конструкции и изготовлении, что не требует каких-либо специальных знаний.Главное правильно рассчитать ток пробоя стабилитрона, чтобы не повредить чувствительный к перегрузкам по току прибор. Для этого в цепь стабилитрона включен токоограничивающий резистор. Параметрический стабилизатор можно сравнить с делителем напряжения, в одном плече которого заложена нелинейная характеристика стабилитрона. Стабилизированное напряжение снимается, соответственно, с стабилитрона, может служить опорным напряжением и использоваться для дальнейшего преобразования.Помимо регуляторов напряжения в электронике используется параметрический стабилизатор тока. Это устройство по принципу действия аналогично своему предшественнику, но объект трансформации в данном случае является текущим. Стабилизация тока используется в электронных схемах, защищающих различные устройства от токовых перегрузок. Примером использования таких устройств является ограничение нагрузки в усилителях звуковой частоты. Параметрический стабилизатор тока широко применяется в производстве.

Все вышеперечисленные устройства прекрасно работают в однофазных цепях или логических цепях.В трехфазных цепях также используются устройства стабилизации, одно из которых — трехфазный стабилизатор. Это устройство работает по тому же принципу, что и однофазное, только в этом случае стабилизация напряжения происходит сразу по трем фазам. В настоящее время разработаны различные схемы такого стабилизатора, предназначенные для повышения точности стабилизации фазного выходного напряжения. Особое внимание при разработке таких схем уделяется источнику опорного напряжения и элементам выходной мощности стабилизатора.Такие устройства довольно просты и надежны в эксплуатации.

p>

Параметрический стабилизатор

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области вторичных источников питания, и может быть использовано в электронном оборудовании различного назначения для подавления электромагнитных помех, попадающих в устройство от сети. Для усиления шумоподавляющих свойств в стабилизаторе, содержащем первый транзистор, первый и второй резисторы, включенные в цепь эмиттера и базы, соответственно, и первый стабилитрон, включенный между коллектором транзистора и вторым выходом транзистора. ко второму резистору добавлен второй транзистор противоположного типа проводимости, второй стабилитрон и четыре резистора.Технический результат изобретения — усиление шумоподавляющих свойств стабилитрона. 1 ил. Изобретение относится к области вторичных источников питания и может быть использовано в электронной аппаратуре различного назначения. Параметрические стабилизаторы хорошо известны и широко используются, в том числе при реализации вспомогательных средств, заключающихся в подавлении электромагнитных помех, попадающих в аппаратуру. от сети, а также идёт Айседора, состоящий из резистора и стабилитрона [1, с.160, рис. 9.11]. К недостаткам этого аналога следует отнести низкие значения КПД и коэффициента стабилизации. По указанным параметрам наилучшей является схема, приведенная в [1, с. 161, рис. 9.16 б], где в качестве дакотадашного элемента применен транзистор. Последний имеет большое динамическое сопротивление, что увеличивает коэффициент стабилизации и обеспечивает эффективное подавление проводящих симметричных помех (проходящих по прямому и обратному проводу в разном направлении [2, с.10]). Недостатком данной схемы, принятой за прототип, является отсутствие подавления несимметричных помех (проходящих по прямому и обратному проводам в одном направлении) из-за нулевого значения сопротивления между входными и выходными клеммами минусовых проводов. Сущность изобретения заключается в усилении шумоподавляющих свойств стабилизатора за счет устранения этого недостатка. Данный технический результат достигается тем, что стабилизатор, содержащий первый транзистор, первый и второй резисторы, включенные в цепь эмиттера и базы, соответственно, и к первому стабилитрону, включенному между коллектором транзистора, соответственно одинаковым входом и выходом стабилизатора, добавлены второй транзистор противоположного типа проводимости, второй стабилитрон, а также третий, четвертый, пятый и шестой резисторы, а также третий и четвертый резисторы включены в цепь эмиттера и базы соответственно второго транзистора, второго стабилитрона включен между коллектором и вторым выходом четвертого резистора, подключенного ко вторым контактам второго резистора и первого стабилитрона, пятым резистором, подключенным к базе первого транзистора, и вторым выходом первого резистора и шестым резистором. подключенные к базе второго транзистора и второму выходу третьего резистора, второй выход третьего резистора и коллектор второго транзистора являются соответственно одним и тем же входом и выходом стабилизатора противоположной полярности.Схема параметрического стабилизатора приведена на чертеже. Устройство работает следующим образом. С входного источника через резисторы R1, R3 и транзисторы VT1, VT2 ток поступает на нагрузку и диоды VD1 и VD2. Выходное напряжение равно сумме напряжений стабилитронов: U _o = U ₁ + U ₂ , (1) где U ₁ и U ₂ — напряжения на диодах VD1 и VD2.Conductivity Proc. директоров R5 и R6. Значения этих напряжений с достаточной точностью определяются выражениями: где U ₅ U ₆ — управляющее напряжение на резисторах R5 и R6; U ₃ U ₄ — напряжение транзисторов VT1 и VT2 соответственно с учетом падения напряжения на резисторах Rl и R3; R2; R4; R5; R6 — сопротивление соответствующих резисторов.Из анализа формул (2) и (3) следует, что управляющие напряжения U ₅ и U ₆ состоят из двух составляющих, одна из которых пропорциональна напряжению на стабилитронах U ₁ и U ₂ . За счет этих компонентов обеспечивается стабильность работы стабилизатора входного тока. Остальные факторы пропорциональны напряжениям на транзисторах U ₃ и U ₄ , которые суммируются с разницей между входным и выходным напряжениями: U ₃ + U ₄ = U _I -U _o .(4) Равномерное распределение количества транзисторов достигается частично за счет выбора симметричных элементов с одинаковыми значениями параметров. Асимметрия из-за изменения процесса компенсируется в работе схемы действием резисторов обратной связи R1; R2; R5 для транзистора VT1 и резисторов R3; R4; стоит RA, параллельно резистору R5. В R6 могут быть установлены конденсаторы, не оказывающие существенного влияния на работу устройства. Устройство испытывается как стабилизатор выпрямленного сетевого напряжения на транзисторах CT B, CH B и стабилитронах X.Сопротивление резисторов R1, R3 — 300 Ом, R2, R4 — 47 кОм, R5, R6 и 3,3 кОм, емкость конденсатора 22 мкФ.U _I = 280-340; U _o = 260; k _SP > 2000,
где k _SP — коэффициент подавления пульсаций. Устройство рекомендовано для использования в преобразователях напряжения в напряжение высокой частоты. Источники информации
1. Иванов А.И. — Цыганов. Электроконвертерное устройство ПОЗ. М .: Высшая школа, 1991. 2. Гидрограф Векслер, В. И. Дефекты, В. Пилински, М.С. Родионов, В. А. Темников. Подавление электромагнитных помех в цепях питания. Киев: Техника, 1990.

пп.

Стабилизатор, содержащий первый транзистор, первый и второй резисторы, включенные в цепь эмиттера и базы, соответственно, и первый стабилитрон, включенный между коллектором транзистора и вторым выходом второго резистора. Затем на втором выходе первого резистора и коллектора добавлены второй транзистор противоположного типа проводимости, второй стабилитрон и третий, четвертый, пятый и шестой резисторы, а третий и четвертый резисторы включены в цепь эмиттера и база второго транзистора, второй стабилитрон, включенный между коллектором и вторым выходом четвертого резистора, подключенного ко вторым контактам второго резистора и первого стабилитрона, пятый резистор, подключенный к базе первого транзистора и Второй вывод первого резистора и шестой резистор соединены с базой второго транзистора, а второй вывод третьего резистора, t Второй выход третьего резистора и коллектор второго транзистора являются соответственно одним и тем же входом и выходом стабилизатора противоположной полярности.

Выбор оптимальной системы параметрических стабилизаторов напряжения

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СТАБИЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

SA Rozentu l

СИСТЕМА ПАРАМЕТРИИ

УДК 621.317.7.072.2

Электронные измерительные приборы, обеспечивающие высокоточный контроль размеров измерения, универсальность и быстрое действие получают все более широкое распространение. В этих приборах используются параметрические стабилизаторы выпрямленного напряжения для уменьшения погрешности за счет стабилизации питания генераторов, усилителей, контрольно-релейных устройств и т. Д.На рисунке 1 показана схема стабилизатора этого типа.

Стабилизатор состоит из резистора и стабилитрона St, включенных параллельно нагрузке и поддерживающих практически постоянное выходное напряжение при сравнительно широком диапазоне переменного тока, проходящего через него. Системы измерения сопротивления с механотронными преобразователями БВ-3040, БВ-3066, БВ-3041, БВ-3035 и индуктивными преобразователями БВ-3103, БВ-6058 и др. Являются примерами применения параметрических стабилизаторов выпрямленного тока. Напряжение.

Необходимость ограничения пределов колебательного тока стабилизатора в соответствии с техническими условиями с одновременным колебанием в существенных пределах сети и нагрузки стабилизатора часто приводит к выбору типа номинальной рабочей системы, в которой мощность потребляемая стабилизатором в несколько раз превышает мощность нагрузки. Таким образом, стабилизатор становится основным источником изолирующего тепла в приборе и определяет параметры блока питания трансформаторов, выпрямителей и фильтров пульсаций.

Поэтому на практике важно выбрать такой тип системы стабилизатора, в котором потребляемая мощность будет минимальной; последнее особенно важно в точных приборах.

В то же время по проблеме школьного оборудования отсутствуют рекомендации по оптимальному проектированию параметрических стабилизаторов с точки зрения минимизации их энергопотребления. Далее приводится методика проектирования и соответствующие выводы.

Примем обозначения:

R L — эквивалентное сопротивление нагрузки; R 0 — вспомогательное сопротивление цепи; Уин.max. — максимально возможное значение напряжения на входе стабилизатора; Uin.nom »- номинальное значение входного напряжения; Uin.min» — минимально возможное значение входного напряжения; U s — стабилизирующее напряжение стабилитрона; is.max — максимально достигаемый ток стабилитрона; is.rain, — минимально достигаемый ток стабилитрона; il.max «- максимальный ток нагрузки; il.noln» — номинальный ток нагрузки; il.min, — минимальный ток нагрузки; Pl.nom. — номинальная мощность нагрузки; Pin.nora — номинальная мощность, потребляемая цепью; Пс.max — максимальная достигаемая мощность, выделяемая в стабилитроне;

Uin.rnax Uin.min a l — — -; 0 ~ 2 ~ —;

Uin.nom Uin.nom

k = Us il.nom; qh = Uin.nom il.min

il.nom il.max.il.min, is.max is.rnin ~ ~ = il.rna х; ~ = il, ma x; 7 = is.ma x ‘

Перевод «Измерительная техника», № 2, с. 40-41, февраль 1970 г. Оригинал статьи представлен 4 июля 1968 г.

01970 Бюро консультантов, подразделение Plenum Publishing Corporation , 227 West 17th Street, Нью-Йорк, N.Ю. 10011. Все права защищены. Эта статья не может быть воспроизведена в каких бы то ни было целях без разрешения издателя. Полицейский), эта статья доступна для ~ издателя за $ 5,00.

220

и

с —- V — n, is, j 1

Uin U RL

Рис.1

ТАБЛИЦА 1

at l, l 1,0 1,1 1, 0 1,05] 1,1 i

az 0,8 0,8 0,85 0,9 0,9 0,95 т «1,0

ko 0,52 0,53 0, 5810, 65 0,67 0, 7510,9

ТАБЛИЦА 2

Тип значения стабилитрон y

D808 32 D809 38 D810 25 D811 22 D814A 39 D824B 35 D814V 31 D814G 28 DS I4D 23 D815A 27 D815B 22

D815V 18 D815G 31 D815D 25 D815E 21

Значение типа Ps.max wt стабилитрон

0,27 D815Zh O.27 D816A 0,26 D816B 0,25 D816V 0,32 D816G 0,32 DS16D 0,32 D817A 0,32 D817B 0,32 D817V 8,0 D817G 8,0 D818A

D818E 8,0 SGIP 8,0 SG4B 8,0

17 21 17 14 12 i0 17 14 II

9 10

Значение Ps.max. wt

8,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3

4,5 1,5 1,5 2,5

При наихудших комбинациях изменений входного напряжения и тока нагрузки для точно спроектированного стабилизатора должны быть указаны следующие неравенства:

Uin.max — Us Uin.min — Us is max> — il.min, is.min ~ <

Ro Ro — — 1.max

Для максимально допустимых стабилитронных систем можно указать

(al — — a,) Uin.nom is.max- is.min-

R0 «4- il.max— il.min

Подставляя в последнее уравнение значения входящих в него сумм, можно получить

C [I — — ~ 2

a ~ — k il.max — 9 is.rain

(11 — — ~ g

a ~ — k

После преобразования выражения

Uin .nom- Us P in.nom = Uin.nom R0

(il.maxq- is.mifa (+ — — l) Us a2-1e

мы имеем

Pin.nom = (l — k) O +7) Pl.nom (I)

221

Анализ (l) показывает, что отношение Pin.nom / Pl.nom минимально с

(2)

В таблице 1 показаны значения k 0 с различными комбинациями oq и o ~ z для}, = 9. Следует отметить, что для стабилитронов, выпускаемых отечественной промышленностью, значение y колеблется в пределах от 1 до 39.

Естественно, что в зависимости от выбранного типа стабилитрона, имеющего то или иное значение} ,, значение k 0 может быть изменено соответствующим образом.

Наиболее важной характеристикой стабилитрона является Ps.max, для которой можно вывести следующее соотношение:

Ps.max = [(a, — k) (~ +,) ~ t J ~ [7 ( aa — — k) — — (at — — ct, 2) l — — Pl.nom (3)

Для проектирования стабилизатора необходимо также определить номинал вспомогательного (балластного) резистора R 0:

U в.nora (at — — k0) U дюйм 2. ном k0 (at — — ko) R0. . . . .

P: l.nom Pl.nom Ps.max + — — Ps.max +

qgt qh Us

C 4)

Таким образом, схемотехника параметрического стабилизатора с Pl.nom нагрузки и оптимальными параметрами сводится к следующее:

1. Согласно заданным значениям cx 1 и a 2 и выбранному значению ~ согласно (2) определяется k 0.

2. Подставляя в (3) нанометровые значения, получается Ps.max, после чего выбирается соответствующий стабилитрон и проверяется соответствие его коэффициента ~, выбранного ранее.При существенном несоответствии операция вычисления k 0 и Ps.max повторяется с новым значением ~.

3. U дюйм.ном. = — Us k0

вычисляется и согласно (4):

R 0

2 U ~ n.nonk (t — -k)

Ps.max + Pl. non qh

Выбор параметрического стабилизатора по предложенной методике позволяет резко снизить потери мощности и тепловыделение в измерительных устройствах, а также позволяет уменьшить их габаритные размеры.Это особенно удобно там, где при заданной мощности нагрузки существует возможность изменения стабилизированного напряжения.

Поскольку значения ~ и Ps.max не указаны в каталогах стабилитронов и их необходимо рассчитывать в каждом отдельном случае, в Таблице 2 в качестве справочного материала приведены значения ~ и Ps.max для наиболее популярных типов станций. — biHtrons.

222

IPOL Journal · Сравнение стратегий сглаживания движения для стабилизации видео с использованием параметрических моделей

Сравнение стратегий сглаживания движения для стабилизации видео с использованием параметрических моделей

Хавьер Санчес

Информация о BibTeX

@article {ipol.2017.209, title = {{Сравнение стратегий сглаживания движения для стабилизации видео с использованием параметрических моделей}}, автор = {Санчес, Хавьер}, journal = {{Обработка изображений в сети}}, объем = {7}, pages = {309–346}, год = {2017}, note = {\ url {https://doi.org/10.5201/ipol.2017.209}} }
Копировать в буфер обмена

@article {ipol.2017.209, title = {{Сравнение стратегий сглаживания движения для стабилизации видео с использованием параметрических моделей}}, автор = {Санчес, Хавьер}, journal = {{Обработка изображений в сети}}, объем = {7}, pages = {309–346}, год = {2017}, note = {\ url {https: // doi.org / 10.5201 / ipol.2017.209}} }

Сообщено Лоран Удре
Демо отредактировал Хавьер Санчес

Эта статья IPOL относится к сопутствующей публикации в SIAM. Journal on Imaging Sciences:
J. Sánchez and J-M. Морель, «Стратегии сглаживания движения для стабилизации видео» SIAM Journal on Imaging Sciences , в печати, 2017.

---

Аннотация

Эта статья посвящена строгой реализации и исчерпывающему сравнению методов стабилизации видео.Эти методы направлены на устранение нежелательных эффектов дрожания камеры. Сначала они оценивают глобальное преобразование от кадра к кадру, которое может быть переводом, сходством, аффинной картой или гомографией. Это генерирует сигнал, который можно сглаживать и использовать для компенсации зашумленного сигнала преобразования. В этой статье сравниваются все классические методы сглаживания и их граничные условия. Он также анализирует два алгоритма обрезки видео после стабилизации. Результаты стабилизации отображаются в масштабно-пространственной форме, что позволяет извлекать ценную информацию о движении эго, например, о его частотах и ​​общих тенденциях.

Скачать

• полный текст рукописи: PDF (2,5 млн)
• исходный код: TAR / GZ Информация SWHID Архив программного обеспечения @softwareversion {sw-ipol.2017.209, title = {{Сравнение стратегий сглаживания движения для стабилизации видео с использованием параметрических моделей}}, автор = {Хавьер Санчес}, date = {2017-11-02}, лицензия = {BSD-2-Clause}, версия = {1.0}, swhid = {swh: 1: dir: bab5c24b7958a7b470baafe86c8533ae1e658395; origin = https: // doi.org / 10.5201 / ipol.2017.209; visit = swh: 1: snp: 2f5f20fb8307782f7b1a3ee9cfc0a3224078658b; anchor = swh: 1: rev: 0a2766f5dec8a9683f9baa9010aa47f168afea6e} related = {ipol.2017.209}, relatedtype = «Справочная статья: https://doi.org/10.5201/ipol.2017.209» } % расширение стиля biblatex-software рекомендуется для программных bibitems
  Копировать в буфер обмена Архив программного обеспечения @softwareversion {sw-ipol.2017.209, title = {{Сравнение стратегий сглаживания движения для стабилизации видео с использованием параметрических моделей}}, автор = {Хавьер Санчес}, date = {2017-11-02}, лицензия = {BSD-2-Clause}, версия = {1.0}, swhid = {swh: 1: dir: bab5c24b7958a7b470baafe86c8533ae1e658395; origin = https: //doi.org/10.5201/ipol.2017.209; visit = swh: 1: snp: 2f5f20fb8307782f7b1a3bae9cf20fb8307782f7b1a3bae9cfcfc8a8c08a8a8a8a8a2a8a2a8aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa: related = {ipol.2017.209}, relatedtype = «Справочная статья: https://doi.org/10.5201/ipol.2017.209» } % расширение стиля biblatex-software рекомендуется для программных bibitems

Предварительный просмотр

Загрузка занимает несколько секунд. Изображения и графика здесь ухудшены для более быстрого рендеринг.Смотрите загружаемые PDF-документы для получения оригинального высококачественного версии.

.