Содержание
Обзор схем диодных двойных балансных смесителей
В отечественной литературе практически отсутствуют публикации, посвященные разработке диодных двойных балансных смесителей (ДДБС), построенных по схеме «звезда», а также по кольцевой схеме с «U-коленом». Благодаря структурной развязке трактов гетеродина и промежуточной частоты смесители, построенные по данным схемам, позволяют работать на «высоких» промежуточных частотах при достижении приемлемых значений развязок между трактами. Применение в качестве нелинейных элементов диодов представляет собой компромисс между простотой реализации устройства и достижимыми параметрами в плане динамических характеристик и подавления неосновных продуктов преобразования.
В статье представлен обзор схем диодных двойных балансных смесителей, приведены результаты экспериментального исследования основных электрических характеристик для трех различных схем.
Схемы построения двойных балансных смесителей
Классическая кольцевая схема
В преобразовательной технике широко применяются ДДБС, построенные по кольцевой схеме [1, 2].
Эквивалентная схема подобного смесителя, а также одна из возможных ее реализаций в диапазоне СВЧ приведены на рис. 1.
Рис. 1. Классическая кольцевая схема: а) эквивалентная схема; б) пример реализации в диапазоне СВЧ
Противофазные трансформаторы для схемы на рис. 1б представляют собой мосты Маршанда, выполненные в микрополосковом исполнении на основе четвертьволновых отрезков линий с бок овой связью. Подобные устройства могут осуществлять функцию противофазного деления сигналов с приемлемыми параметрами в полосе частот порядка октавы [3]. Возможно некоторое расширение рабочей полосы частот за счет увеличения потерь преобразования смесителя и (или) увеличения мощности гетеродина.
Противофазные трансформаторы могут быть выполнены как на короткозамкнутых отрезках связанных линий, так и на разомкнутых (рис. 2). Следует отметить, что целесообразно применение однотипных трансформаторов для радиосигнала и для гетеродина, так как это обеспечит реализацию более широкой полосы рабочих частот для устройства в целом.
Рис. 2. Возможные реализации противофазных трансформаторов:
а) трансформатор на короткозамкнутых отрезках связанных линий;
б) трансформатор на разомкнутых отрезках связанных линий
Применение короткозамкнутых отрезков связанных линий более предпочтительно при построении смесителей, так как в противном случае на параметры трансформаторов существенное влияние оказывают реактивные цепи фильтра промежуточной частоты (ПЧ). Этот факт осложняет процедуру проектирования трансформаторов и снижает возможность применения смесителя в целом в плане выбора диапазона ПЧ.
Сигнал ПЧ необходимо снимать через фильтр нижних частот (ФНЧ), который выполняет функцию дополнительного подавления неосновных продуктов преобразования и обеспечивает необходимую трансформацию сопротивлений для сигнала в полосе ПЧ. В случаях, когда длина плеч мостов Маршанда много больше их ширины, возможно сворачивание противофазного трансформатора радиосигнала в кольцо с целью более удобного съема сигнала ПЧ.
В противном случае усложняется структура ФНЧ.
Рис. 3. Примеры топологической реализации кольцевых смесителей:
а) топология кольцевого смесителя Х-диапазона; б) топология кольцевого смесителя С-диапазона
На рис. 3 показаны примеры топологической реализации кольцевых ДДБС в микрополосковом исполнении для С- и Х-диапазона частот.
Применение ДДБС, построенных по кольцевой схеме, затруднено в случаях, когда диапазон ПЧ находится достаточно близко к диапазону частот радиосигнала (либо гетеродина). Этот факт обусловлен наличием блокировочной емкости, замыкающей плечи мостов Маршанда на землю по радиосигналу. Шунтирующий эффект для сигналов ПЧ от наличия данной емкости приводит к увеличению потерь преобразования смесителя. Уменьшение номинала емкости приводит к сужению полосы рабочих частот смесителя вследствие рассогласования плеч мостов Маршанда. Альтернативным решением данной проблемы является применение ДДБС, выполненных по схеме «звезда» [1, 4].
Звездообразная схема
Точка соединения диодов, с которой снимается сигнал ПЧ в смесителе по схеме «звезда», развязана с входами радиосигнала и гетеродина.
Благодаря подобной структурной развязке смеситель может применяться в случаях, когда требуется работа устройства на «высоких» ПЧ (полоса сигнала ПЧ расположена достаточно близко к полосе частот радиосигнала и гетеродина). На рис. 4 представлена эквивалентная схема подобного смесителя, а также одна из возможных ее реализаций в диапазоне СВЧ. Как и в предыдущем случае, противофазные трансформаторы выполнены на отрезках четвертьволновых связанных линий.
Рис. 4. Звездообразная схема: а) эквивалентная схема; б) пример реализации в диапазоне СВЧ
Сигнал ПЧ необходимо снимать через ФНЧ, который выполняет функцию дополнительного подавления неосновных продуктов преобразования и обеспечивает необходимую трансформацию сопротивлений для сигнала в полосе ПЧ. На рис. 5 приведены примеры топологической реализации микрополосковых ДДБС по схеме «звезда» для различных диапазонов частот.
Рис. 5. Примеры топологической реализации звездообразных смесителей:
а) топология звездообразного смесителя Х-диапазона; б) топология звездообразного смесителя С-диапазона;
в) топология звездообразного смесителя L-диапазона
К недостаткам смесителей, построенных по схеме «звезда», в первую очередь следует отнести тот факт, что развязка «гетеродин радиосигнал» хуже, чем полученная для кольцевого смесителя.
(Здесь и далее развязка «гетеродин радиосигнал» должна рассматриваться без учета влияния ФНЧ в тракте ПЧ для объективного сравнения параметров смесителей, построенных по различным схемам.)
Для нормальной работы смесителя требуется большая мощность гетеродина, так как противофазный трансформатор гетеродина нагружен как на рабочую пару диодов, так и на трансформатор радиосигнала. Этот же факт объясняет и худшее качество развязки «гетеродин радиосигнал». Кроме того, в данных смесителях труднее достичь приемлемой развязки «гетеродин ПЧ», так как на данный параметр имеет заметное влияние разброс показателей для разных плеч противофазного трансформатора сигнала, что неактуально для кольцевого смесителя.
Кольцевая схема с «U-коленом»
Продолжением разработки двойных балансных смесителей является схема модернизированного кольцевого смесителя с «U-коленом» [5, 6]. Данная схема, так же как и описанная выше схема классического кольцевого смесителя, превосходит схему «звезда» в плане развязок по гетеродину.
Кроме того, она в достаточной степени свободна от ограничения, связанного с применением смесителя в случаях, когда требуется работа в диапазоне ПЧ, близком к диапазону радиосигнала. Это достигается отказом от применения блокировочных емкостей, приводящих к заметному шунтированию сигналов ПЧ, и применением так называемого U-колена из направленных ответвителей, что, в свою очередь, улучшает развязку «гетеродин ПЧ» и облегчает дальнейшую фильтрацию. Пример реализации подобной схемы смесителя в диапазоне СВЧ приведен на рис. 6.
Рис. 6. Кольцевая схема с «U-коленом»
Сужения рабочей полосы частот и увеличения потерь преобразования вследствие применения дополнительных элементов в цепях радиосигнала на практике обнаружено не было. На рис. 7 показаны примеры топологической реализации микрополосковых ДДБС, построенных по кольцевой схеме с «U-коленом» для различных диапазонов частот.
Рис. 7. Примеры топологической реализации кольцевых смесителей с «U-коленом»:
а) топология смесителя с «U-коленом» для Х-диапазона; б) топология смесителя с «U-коленом» для C-диапазона;
в) топология смесителя с «U-коленом» для L-диапазона
Сравнительный анализ типовых смесительных схем
Измерения основных электрических характеристик смесительных схем проводились в 2007 году на базе ЗАО «НПФ Микран» (г.
Томск). На рис. 8 приведена фотография экспериментальных образцов, подготовленных к тестированию.
Рис. 8. Экспериментальные образцы,
подготовленные к тестированию
Конструктивно все смесители выполнены по гибридно-интегральной технологии на подложках толщиной 0,5 мм. Материал подложек поликор ВК-100 (ε = 9,8). Подложки крепятся к титановым основаниям для сопряжения коэффициентов линейного расширения материалов при монтаже в корпус. В макетах использовались образцы GaAs кристаллов счетверенной диодной сборки производства НПФ «Микран».
В рамках сравнительного анализа рассматривались результаты измерений следующих электрических характеристик смесительных схем: потери преобразования, оптимальная мощность гетеродина, а также развязки между трактами. Измерения проводились при использовании скалярного анализатора цепей и внешнего перестраиваемого генератора в качестве сигнала гетеродина. Результаты измерений представлены в таблице. Данные, касающиеся развязок, представлены с учетом влияния ФНЧ в тракте ПЧ, что усложняет сравнение смесителей.
Однако в связи с тем, что звено ФНЧ во всех случаях выполняет также и функцию трансформации сопротивлений, измерения без него нельзя считать корректными.
Таблица. Основные электрические характеристики смесителей
| Параметр | Кольцевая схема | Звездообразная схема | Кольцевая схема с «U-коленом» | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Х-диап. | С-диап. | Х-диап. | С-диап. | L-диап. | Х-диап. | С-диап. | L-диап. | |
| Диапазон радиосигнала, ГГц | 8,59,5 | 5,06,0 | 8,59,5 | 5,06,0 | 0,91,4 | 8,59,5 | 5,06,0 | 0,91,4 |
| Диапазон гетеродина, ГГц | 8,59,5 | 5,06,0 | 8,59,5 | 5,06,0 | 0,91,4 | 8,59,5 | 5,06,0 | 0,91,4 |
| Диапазон ПЧ, ГГц | 2,63,7 | 2,63,7 | 2,63,7 | 2,63,7 | 2,63,7 | 2,63,7 | 2,63,7 | 2,63,7 |
| Оптимальная мощность гетеродина PГ, дБм | 15 | 15 | 16 | 18 | 16 | 15 | 16 | 15 |
| Потери преобразования LП (при PГ), дБ | 7,5 | 7,3 | 6,5 | 6,5 | 6,6 | 7,3 | 6,3 | 7,3 |
| Неравномерность LП в полосе ПЧ (при фиксированной частоте гетеродина), дБ | ±0,4 | ±0,6 | ±0,4 | ±0,8 | ±0,6 | ±0,3 | ±0,3 | ±0,4 |
| Развязка «гетеродин радиосигнал», не менее, дБ | 25 | 23 | 21 | 22 | 21 | 25 | 23 | 23 |
| Развязка «гетеродин ПЧ», не менее, дБ | 30 | 27 | 30 | 27 | 25 | 30 | 27 | 25 |
Данные, приведенные в таблице, являются оптимальными для описываемых смесителей, однако все смесители измерялись в более широких частотных диапазонах, где они могут использоваться при некотором ухудшении параметров потерь преобразования и неравномерностей.
В результате анализа приведенных параметров могут быть сделаны следующие выводы.
- В случае, когда необходима работа устройства на «высоких» ПЧ, очень близких к полосе, занимаемой радиосигналом или гетеродином, и когда развязки между каналами имеют второстепенное значение, предпочтение следует отдавать смесителям, построенным по схеме «звезда».
- В случае, когда развязки между каналами имеют существенное значение, однако все еще есть необходимость работать на «высоких» ПЧ, предпочтение следует отдавать смесителям, построенным по кольцевой схеме с «U-коленом».
- В случае, когда требуется работа в очень широких полосах частот, а остальные параметры являются второстепенными, предпочтение следует отдавать смесителям, построенным по классической кольцевой схеме.
- Во всех случаях при работе смесителей в более широкой полосе частот требуется большая мощность гетеродина.
Литература
- Maas S. Microwave Mixers, 2nd ed. Boston, MA: Artech House, 1993.
- Gilmore R., Besser L. Practical RF circuits design for modern wireless systems. Vol. 2: Active circuits and systems. (Artech House microwave library).
- Puglia K. Electromagnetic Simulation of Some Common Balun Structures // IEEE Microwave Magazine. 2002. September.
- Maas S. A., Chang K. W. «A Broadband, Planar, Doubly Balanced Monolithic Ka-Band Diode Mixer», IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 41, No. 12, P.p. 2330-2335. 1993. December.w
- Maas S. A. Broadband Planar Monolithic Balan-ced Mixers and Frequency Multipliers // 1998 AsiaPacific Microwave Conference Proceedings. 1998.
- Шеерман Ф. И., Баров А. А., Гроо Е. П., Гюнтер В. Я, Петрова Т. С. Широкополосные монолитные смеситель и умножитель частоты, выполненные по двойной балансной схеме // 15-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2005). Севастополь, 1216 сентября 2005 г.: Материалы конф.: В 2 т. Севастополь: Вебер, 2005.
Обзор смесителей для умывальника GROHE Eurosmart New 23322001, 23323001 и 23324001
Так уж повелось, что мы будем сравнивать в обзорах одинаковые смесители по размерам и внешнему виду, но имеющие некоторые различия внутри.
Производители сантехнического оборудования стараются выпускать линейки продукции на любой кошелек для удовлетворения любых потребностей покупателей. Если Вы задались вопросами — можно ли купить оборудование высшего класса при условии невысокой цены? Возможно ли такое в принципе? Однозначный ответ — да, если это смесители GROHE из серии Eurosmart New.
Сегодня рассмотрим три смесителя средних габаритов GROHE Eurosmart New, предназначенные для установки на раковину – мы взяли на обзор артикулы 23322001, 23323001 и 23324001. Смесители изготовлены на фабрике GROHE в Таиланде. Излив средней высоты наиболее хорош для ванной комнаты, по сути это золотая середина – не большой и не маленький, очень практичный в обращении.
Приподнятый носик смесителя обеспечивает более широкий доступ к струе воды. Он хорошо сочетается со всеми раковинами стандартных размеров и непременно украсит интерьер любой ванной комнаты. Смесители для ванной комнаты с изливом средних размеров удобны для детей, а также хорошо подходят для наполнения высоких сосудов.
Разработанные с помощью компьютерного проектирования неприхотливые и практичные в уходе смесители, станут прекрасным приобретением в каждый дом.
Внедренные современные технологические решения GROHE помогают рационально расходовать водные ресурсы. Дизайн смесителей GROHE Eurosmart New 23322001, 23323001 и 23324001выделяется четкими линиями и элегантно изогнутой рукояткой, скос основания смесителей способствует наклону в сторону раковины.
Несомненным плюсом смесителей является особо твердое композитное покрытие собственной разработки, запатентованное GROHE. Покрытие имеет глубокий и сильный блеск, надежно защищает смесители от повреждения. Уход за смесителями с прочным покрытием GROHE StarLight не составит затруднений. Легко протрите смеситель мягкой тканью, и особо гладкая поверхность засияет вновь. Для нас с Вами это значит что время, которое раньше тратилось на уборку, теперь может быть потрачено с пользой. К тому же всегда приятно иметь сантехнику, которая устойчива к царапинам и всегда выглядит как новая.
Начнем по возрастанию номеров, со смесителя GROHE Eurosmart New 23322001, который комплектуется донным клапаном для раковины и имеет встроенные водосберегающие функции. Смеситель средних размеров Eurosmart New 23322001 удобен в использовании и оборудован металлическим рычагом, чтобы быстро и легко использовать сливную пробку раковины.
Поскольку в этой модели смесителя предусмотрен сливной механизм, его корпус имеет отверстие под подъемный шток, расположенный позади смесителя. Удобное управление сливной пробкой происходит благодаря специальному механизму. Чтобы закрыть пробку, нужно потянуть шарик рычага за смесителем вверх, открыть пробку снова можно легким нажимом на шарик рычага вниз.
С этим смесителем Вы сможете пользоваться умывальником максимально комфортно и эффективно – от принятия гигиенических процедур до стирки.
На фотографии видно, что сливная горловина сделана из металла и состоит из двух частей с резьбовым соединением.
Видимая часть горловины и верхняя поверхность пробки покрыты хромом, имеют блеск поверхности как у смесителя. Нижняя часть имеет отвод с герметичным шарнирным механизмом для поднятия сливной пробки.
Резьба для подсоединения к сифону имеет размер 1 ¼ дюйма, что является стандартным размером. Внимание! Расстояние между центрами отверстий для смесителя и сливной горловины раковины не должно превышать 18 сантиметров! В противном случае Вы не сможете правильно установить сливной механизм.
Еще один плюс добавляет смесителям GROHE Eurosmart New 23322001, 23323001 и 23324001наличие в их составе технологии GROHE EcoJoy™, которая при активном пользовании водой сокращает ее потребление до 50%. С технологией GROHE EcoJoy даже на 100% мощности потока расходуется на 50% меньше воды, протекающей через кран. Каждый раз, когда Вы включаете воду, Вы можете воспользоваться полным напором и при этом еще сэкономить деньги.
В любом случае, расход не превысит 5 литров в минуту.
GROHE EcoJoy™ — приспособление для сокращения потребления воды, расположенное в аэраторе.
Лучшая среди конкурентов работа рычага смесителя обеспечена технологией картриджа GROHE SilkMove, которая разработана для плавного контроля температуры и количества воды. Особо точное изготовление внутренностей керамического картриджа позволяет получить изделие такого качества, что даже после долгих лет использования рычаг перемещается как у нового смесителя.
Рукоятка смесителя настолько эргономична, что к ней не придется привыкать, она сама ложится в руку. Изгиб рычага изящно нависает над изливом, придавая конструкции легкость. Смеситель смотрится необыкновенно воздушно.
Нам очень понравилось, как на рукоятке нанесены обозначения для горячей и холодной воды. Небольшие полоски красного и синего цвета по краям рычага выглядят очень стильно.
Необходимо заострить Ваше внимание еще на одном моменте – установленные внутрь смесителей GROHE Eurosmart New 23322001, 23323001 и 23324001картриджи диаметром 28 миллиметров не имеют винтов для регулировки потока воды на штоке картриджа. Мы не считаем это недостатком, так как описанная выше автоматическая регулировка потока GROHE EcoJoy™ полностью компенсирует возможности ручной регулировки и даже превосходит ее.
Смесители оборудованы ограничителем, устройством, с помощью которого настраивается поворот рычага управления в сторону горячей воды. Ограничитель используется для повышения безопасности, чтобы избежать ошпаривания, или для экономии на расходе и оплате горячей воды.
Система быстрого монтажа проста и состоит всего лишь из трех частей. Гибкие соединительные шланги помогут Вам установить новый смеситель без особых усилий. Монтаж проходит так легко, что если следовать инструкциям установка смесителя займет меньше десяти минут.
Длина шлангов смесителей GROHE Eurosmart New 23322001, 23323001 и 23324001 — 35 сантиметров с гайками 3/8 дюйма. Учтите еще один важный момент: толщина поверхности, на которую будет устанавливаться смеситель, не должна превышать 3 сантиметра. Монтаж на более толстую поверхность не предусмотрен. Схема установки и габаритные размеры смесителей приведены в конце статьи. Чтобы быстро и легко затянуть гайку крепежа, Вам понадобится трубчатый ключ на 13 мм.
Пришла пора взять в руки второй смеситель, GROHE Eurosmart New 23323001 с вытяжной цепочкой для пробки раковины имеет точно такой же корпус с наклонным отверстием на задней стенке, как у смесителя с артикулом 23322001. В отверстие пропускается элегантная цепочка из шариков с грузиком на конце.
В установленном положении висящий грузик постоянно тянет цепочку вниз, на другой конец цепочки с помощью треугольной скобы крепится резиновая пробка для раковины.
По сути, это упрощенное решение при необходимости закрытия сливного отверстия в раковине для стирки или других нужд. После пользования грузик утягивает цепочку с пробкой за смеситель. Так как пробка для раковины в комплекте со смесителем не поставляется, ее придется купить отдельно.
У вас нет необходимости в закрывании сливного отверстия пробкой? Не беда, прилагающаяся к выдвижной цепочке скоба будет почти незаметна на задней стороне корпуса. Так что Вы не понесете ущерба ни в функциональности, ни во внешнем виде. Зато при необходимости всегда можно установить пробку и использовать смеситель на все 100 %.
Последний смеситель в сегодняшнем обзоре, GROHE Eurosmart New 23324001, лишен дополнительного отверстия на задней стенке. Поверхность корпуса смесителя абсолютно гладкая. Этот кран идеально подходит для тех покупателей, кто не нуждается в установке донного клапана с рычагом или цепочки с пробкой для раковины.
Гладкая поверхность в некоторых случаях смотрится выигрышней, например, если смеситель установлен непосредственно перед зеркалом.
Несомненно, GROHE Eurosmart New 23322001, 23323001 и 23324001 можно смело рекомендовать к покупке. Простая установка, высочайшее качество изготовления, автоматическая экономия воды, гарантия беспроблемной работы 5 лет и очень тихая работа смесителей порадуют любого покупателя.
Технические характеристики:
GROHE Eurosmart New 23322001 — 23323001 — 23324001:
Повторим размеры для смесителя для раковины GROHE Eurosmart New 23322001 — 23323001 — 23324001
Габариты коробки: 38,5х7х16 (длина*высота*ширина)
Вес комплекта Eurosmart New 23322001: 1,8 кг. Вес комплекта Eurosmart New 23323001 и 23324001: 1,5 кг.
Состав комплекта смесителя для раковины GROHE Eurosmart New 23322001:
- Cмеситель
- Набор для монтажа
- Донный клапан для раковины
- Инструкция по установке
- Инструкция по уходу за изделием
Состав комплекта смесителя для раковины GROHE Eurosmart New 23323001:
- Cмеситель
- Набор для монтажа
- Цепочка с грузиком для пробки раковины
- Инструкция по установке
- Инструкция по уходу за изделием
Состав комплекта смесителя для раковины GROHE Eurosmart New 23324001:
- Cмеситель
- Набор для монтажа
- Инструкция по установке
- Инструкция по уходу за изделием
Техническая документация смесителя для раковины GROHE Eurosmart New 23322001 — 23323001 — 23324001:
Инструкция по монтажу GROHE Eurosmart New 23322001 — 23323001 — 23324001 1 Mb
Инструкция по уходу за изделием GROHE Eurosmart New 23322001 — 23323001 — 23324001 0,7 Mb
Габаритные размеры GROHE Eurosmart New 23322001 — 23323001 — 23324001
Супергетеродинный приемник AA8V 6×2
Супергетеродинный приемник AA8V 6×2 — схема смесителя и
Описание схемы
Схема смесителя и описание цепи
Нажмите здесь, чтобы увидеть схему с более высоким разрешением.
Назад к AA8V 6×2
Супергетеродинный приемник
Принципиальная схема и описание цепей Страница
Введение:
Микшер принимает сигналы, которые были отфильтрованы
входная сеть и преобразует их
на промежуточную частоту 1700 кГц путем объединения их с сигналом от
местный осциллятор.
Этот процесс известен как супергетеродинирование и дает приемнику
имя.
Два сигнала должны быть изолированы друг от друга вне микшера.
Изоляция достигается путем подачи сигналов от входной сети к управляющей.
сетка и сигнал гетеродина на катод. Это известно как катод
инъекция.
В микшере сигналы объединяются, создавая два новых сигнала в сумме и
разностные частоты исходных сигналов. Резонансный контур в
выход микшера выбирает только разностный сигнал 1700 кГц, отбрасывая любой
другие. Емкостный делитель напряжения на выходе используется для обеспечения
симметричный выход по отношению к земле для питания
кристаллический фильтр.
Смеситель
Схема
Нажмите на часть схемы
Ниже приведена информация об этой части цепи:
.
Или нажмите на одну из ссылок ниже:
| Входная сеть | 6U8A Вакуумная трубка |
| Муфта гетеродина Конденсатор | Змеевик бака смесителя |
| Вход гетеродина | Емкостное напряжение Делитель |
| Катод смещения Резистор | Сбалансированный выход |
| Обход экрана Конденсатор | Пластинчатый ВЧ-дроссель |
| Отключение экрана Резистор | Развязка пластин Конденсатор |
Цепь смесителя:
| Входная сеть: Сигналы от входной сети вход в микшер на управляющую сетку пентодной секции 6У8А.  Посколькувходная сеть имеет широкую избирательность, возможен сильный сигнал снаружи полосу пропускания ПЧ, которую не слышно в приемнике вытянуть или как-то иначе влияют на смеситель. Это можно несколько облегчить, отрегулировав входной сигнал. сеть. Приемник 6×2 имеет такое большое усиление, что любая потеря усиления, вызванная это можно исправить, увеличив контроль усиления ВЧ, что обычно пробег по минимуму. |
| Конденсатор связи гетеродина: Гетеродин тесно связан с катодом смесителя через Конденсатор связи 0,001 мкФ. Конденсатор позволяет ВЧ от местной Генератор, чтобы пройти, блокируя постоянное напряжение на пластине местный осциллятор. |
| Вход гетеродина: Гетеродин работает от 5,2 МГц до примерно 5,5 МГц.  При смешиваниис сигналами от 3,5 МГц до 3,8 МГц или от 6,9 МГц до 7,2 МГц, выход на вырабатывается промежуточная частота 1,7 МГц. |
| Катодный резистор смещения: Резистор смещения катода очень важен в схеме смесителя. Текущий при протекании через резистор возникает падение напряжения, из-за которого катод положительный по отношению к земле. Так как сетка трубки соединена с заземление через вход сети сетка смещена отрицательно по отношению к катоду. Обратите внимание, что шунтирующий конденсатор не подключен к катодному резистору Этот метод соединения гетеродина со смесителем называется катодом . |
Если бы выход гетеродина был подключен непосредственно к сети,| Экранный конденсатор: Конденсатор обхода экрана удерживает экран на потенциале земли для РЧ за счет шунтирование любой радиочастоты на землю, позволяя постоянному току от источника питания достигать экран. |
| Резистор опускания экрана: Напряжение экрана оказывает большое влияние на работу микшера, поэтому полученный от регулируемого источника питания 108 В. На экранном резисторе падает напряжение незначительно, но его основная цель — изолировать экран от других цепи, подключенные к регулируемому источнику питания.  |
| 6U8A Вакуумная трубка: Первоначально 6U8A был разработан для использования в качестве микшера и гетеродина в телевизионных и FM-приемников, и, таким образом, идеально подходит для этого приложения. Триод используется в качестве местного генератор, а в качестве смесителя используется пентод. Две секции внутренне экранированы друг от друга. Буква «А» в обозначении трубки означает, что трубка имеет контролируемое Нажмите здесь, чтобы просмотреть техпаспорт 6U8A. Недавно я обнаружил, что в этом можно использовать популярную лампу 6GH8A. Щелкните здесь, чтобы просмотреть техпаспорт 6GH8A. |
| Змеевик смесительного бака: Катушка L6 резонирует с емкостным напряжением делитель на 1700кГц. Он отрегулирован для максимального отклика на частоте 1700 кГц. резонансный контур подавляет все сигналы, кроме частот около 1700 кГц. Отклик этого резонансного контура довольно широкий. Максимальная избирательность |
| Емкостной делитель напряжения: В контуре бака смесителя используются три последовательно включенных конденсатора. Три конденсаторы имеют эффективную емкость 109 пф, которая резонирует с катушкой L6 на частоте 1700 кГц. Конденсаторы С2 и С3 регулируются вручную точным измерителем емкости Около 23 % от общего напряжения, развиваемого в цепи бака, оказывается на |
Этот баланс позволяет регулировать| Балансный выход: Для правильной работы кварцевому фильтру требуется балансный выход микшера. Заземлив соединение C2 и C3 и отрегулировав C2 и C3 так, чтобы они имеют одинаковые значения, получаются симметричные выходы по отношению к земле. Сбалансированный выход означает, что когда верхний выходной сигнал колеблется в положительную сторону относительно |
| Пластинчатый ВЧ-дроссель: Благодаря балансному выходу микшера обе стороны Змеевик бака смесителя L6 должен находиться над землей. Плита РЧ-дроссель RFC1 позволяет проходить постоянному току, блокируя поток любого РЧ, держать бак миксера над землей. |
| Пластинчатый развязывающий конденсатор: Конденсатор, развязывающий пластины, замыкает на землю любой ВЧ, который мог его вызвать. через пластинчатый ВЧ-дроссель RFC1, предотвращая его доходит до питания пластины постоянного тока. |
Назад к доктору
Электротехника и радиолюбительство Грега Латты Страницы
Вопросы, комментарии и электронная почта
Если у вас есть вопросы или
комментарии, вы можете отправить электронное письмо доктору Грегу Латте по адресу
glatta@frostburg.
edu
Спасибо, что заглянули!
Схема технологического процесса — проектирование процессов
Автор: Тэмми Вонг [2015]
Комиссары: Цзянь Гун и Фэнци Ю
Содержание
- 1 Введение
- 2 Обзор
- 3 Категоризация информации на блок-схеме процесса
- 4 Топология процесса
- 4.1 Технологические сосуды и оборудование
- 4.2 Символы технологического процесса
- 4.3 Символы для теплообменного оборудования
- 4.4 Символы для оборудования для работы с жидкостями
- 4.5 Служебные потоки в топологии процесса
- 5 Информация о потоке
- 6 Информация об оборудовании
- 6.1 Оборудование для присвоения имен
- 6.2 Примеры сводных таблиц оборудования
- 7 Пример блок-схемы процесса
- 7.1 Пример 1: Производство полимеров
- 7.2 Пример 2: Упрощенный процесс производства азотной кислоты
- 8 Заключение
- 9 источников
Введение
Блок-схема процесса (PFD) является важным компонентом проектирования процесса.
Абсолютно необходимо, чтобы инженеры-химики знали, как читать схемы технологических процессов, потому что это основной метод детализации информации о процессе и проекте. Кроме того, наиболее эффективным способом передачи информации о структуре процесса является использование блок-схем процесса. PFD показывает последовательность потока через систему через различное оборудование (например, трубопроводы, контрольно-измерительные приборы и конструкцию оборудования) и детализирует соединения потоков, скорости потока и составы, а также рабочие условия на схеме установки. PFD отличается от блок-схемы (BFD) тем, что PFD является более подробным и передает больше информации, чем BFD, которая дает только общее представление о потоке информации.
Обзор
На блок-схеме процесса есть несколько частей информации, которые должны быть включены, а также есть дополнительная информация, которую можно включить, чтобы сделать PFD более конкретным. Важной информацией, которая должна быть включена, должно быть основное технологическое оборудование, за которым следует краткое описание.
Кроме того, каждая единица оборудования должна быть названа и указана в таблице вместе с описанием названия. Подробнее о том, как давать имена технологическому оборудованию, см. в разделе «Именование оборудования». На блок-схеме процесса все потоки должны быть помечены и обозначены номером. Сводка по потокам и их номера также должны быть подробно описаны в отдельной таблице. Должны быть показаны все коммунальные потоки, которые снабжают энергией основное оборудование. В Таблице 1 перечислены другие типы важной информации для блок-схемы процесса, а также необязательная информация, которая может быть предоставлена для дальнейшей детализации процесса.
| Основная информация |
|
|---|---|
| Дополнительная информация |
|
Категоризация информации в блок-схеме процесса
Информация, которую передает блок-схема процесса, может быть отнесена к одной из следующих трех групп.
Каждый из трех аспектов будет рассмотрен более подробно.
- «Топология процесса»
- «Информация о потоке»
- «Информация об оборудовании»
Топология процесса
Топология процесса определяется как взаимодействие и расположение различного оборудования и потоков. Он включает в себя все соединения между оборудованием и то, как один поток меняется на другой после того, как он проходит через часть оборудования.
В отдельной таблице, следуя за технологической схемой, оборудование должно быть маркировано (см. «Именование оборудования»), после чего следует краткое описание, чтобы инженеру, пытающемуся понять технологическую схему, было легче следить за ним. В следующих разделах будет описано, как каталогизировать необходимую информацию для оборудования технологической топологии.
Технологические сосуды и оборудование
Одним из начальных шагов создания схемы технологического процесса является добавление всего оборудования, которое есть на заводе.
В PFD необходимо отобразить не только основное оборудование, такое как дистилляционные колонны, реакторы и резервуары, но и такое оборудование, как теплообменники, насосы, реакторы, смесители и т. д.). На следующих рисунках показаны наиболее распространенные символы, встречающиеся на схемах технологических процессов.
Символы технологических процессов
Для технологического оборудования существует несколько стандартных символов, которые должны распознаваться инженерами-химиками. Как правило, эти символы соответствуют символам в пакете Microsoft Visio Engineering, который можно использовать для создания диаграмм последовательности операций. В следующих нескольких разделах на рисунках будут отображаться различные символы, используемые для блок-схем процессов. На Рисунке 1 (Towler and Sinnott, 2013) показано типичное технологическое оборудование — примечательные из них, которые следует признать, поскольку они относятся к этому классу, — это символы для вертикального и горизонтального резервуара, колонны с насадкой и колонны с тарелками.
Для получения типичной информации, которая следует за технологическим оборудованием, обратитесь к разделу «Информация об оборудовании».
Рисунок 1: Различные символы для реакторов, сосудов и резервуаров (Towler and Sinnott, 2012)
Символы для теплообменного оборудования
В дополнение к символам технологического оборудования будет использоваться теплообменное оборудование, которое необходимо для технологических схем . Известные символы, относящиеся к этому классу, включают основные символы теплообменников, кожухотрубных теплообменников, котлового ребойлера, U-образного теплообменника и нагревательных змеевиков. Другое теплообменное оборудование указано на рис. 2. (Towler and Sinnott, 2013) Типичная информация, которая следует за теплообменным оборудованием, — это вспомогательные потоки, входящие и выходящие из теплообменника, давление, температура и режимы работы.
Рис. 2. Различные символы для теплообменников (Towler and Sinnott, 2013)
Символы для оборудования для работы с жидкостями
В процессе некоторые потоки могут испытывать трудности при переходе от одного технологического оборудования к другому.
Следовательно, размещение оборудования для обработки жидкостей между потоками может помочь облегчить этот процесс. На Рисунке 3 (Towler and Sinnott, 2013) показаны различные символы оборудования для работы с жидкостями. Известное оборудование, которое мы будем использовать для этого класса, включает центробежные насосы, осевой или центробежный компрессор и турбину. Помимо размещения этого оборудования на технологических схемах, в отдельной таблице должны быть указаны наименование этого оборудования, описание типа оборудования и количество мощности, подводимой к оборудованию.
Рис. 3: Различные обозначения оборудования для работы с жидкостями (Towler and Sinnott, 2013)
Потоки коммунальных услуг в топологии процесса
Коммунальные сети необходимы для обеспечения работы завода. Цель коммунальных услуг обычно состоит в том, чтобы добавлять или отводить тепло от оборудования, чтобы можно было контролировать температуру. Тип утилиты для обязанностей также должен быть указан в отдельной таблице после технологической схемы.
Один из способов найти тип поставляемой утилиты можно сделать в HYSYS, где процесс должен быть сначала смоделирован, а затем отправлен в анализатор теплообменника. Следующие пункты являются примерами множества различных типов коммунальных услуг, которые могут обслуживать завод:
- Электричество
- Сжатый воздух
- Охлаждающая вода
- Холодная вода
- Пар
- Возврат конденсата
- Инертный газ
- Flares
В следующей таблице перечислены инициалы, которые обычно встречаются на PFD, за которыми следует описание/определение инициала.
| Инициалы служебного потока | Описание Начального |
|---|---|
| лпс | Пар низкого давления (3-5 бар изб.) |
| мпс | Пар среднего давления (10-15 бар изб.) |
| л.с. | Пар высокого давления (40-50 бар изб. ) |
| НТМ | Теплоноситель (органический) |
| вкл. | Охлаждающая вода |
| запись | Речная вода |
| рядовой | Охлажденная вода |
| руб. | Охлажденный рассол |
| кс | Химические сточные воды с высоким ХПК |
| сс | Бытовые сточные воды с высоким БПК |
| эл. | Электрический обогрев |
| нг | Природный газ |
| фг | Топливный газ |
| для | Мазут |
| мв | Огненная вода |
Информация о потоке
Потоки должны быть помечены так, чтобы они следовали последовательно слева направо в макете, чтобы было легче следить и находить номера, когда вы пытаетесь найти потоки, перечисленные в таблицах. Для больших процессов у разработчиков технологической схемы может быть система — например, потоки в серии 100 могут быть названы в честь секции подготовки сырья, потоки в серии 200 могут быть названы для реакции, в серии 300 это может быть использоваться для разделения, а в серии 400 его можно использовать для очистки.
Это особенно полезно, когда имеется много информации, и это может помочь пользователю схемы технологического процесса быстрее найти конкретный раздел.
В небольших PFD информация о потоке, включая расход, температуру, давление и состав, отображается непосредственно рядом с PFD на столе. Соответствующее число в потоке будет переведено в таблицу. В следующей таблице показана типичная таблица с подробной информацией о потоках; Обычно он делится на два раздела — один раздел для основной информации и один для дополнительной информации.
| Основная информация |
|
|---|---|
| Дополнительная информация |
|
Для больших PFD необходимо перечислить имя потока в первой строке и основную информацию о потоке в первом столбце.
. Эта таблица обычно расположена под технологической схемой для легкого доступа и справки.
| Номер потока | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Температура (по Цельсию) | 30 | 49 | 88 | 23 | 143 | 222 | 133 | 300 |
| Давление (бар) | 33 | 22 | 21 | 25 | 50 | 66 | 90 | 78 |
| Паровая фракция | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| Массовый расход (кг/ч) | 10 | 16 | 20 | 22 | 38 | 45 | 33 | 22 |
| Мольный расход (кмоль/час) | 23 | 50 | 100 | 123 | 24 | 28 | 55 | 18 |
| Мольный расход водорода (кмоль/ч) | 0 | 25 | 25 | 23 | 2 | 4 | 50 | 6 |
| Мольный расход метана (кмоль/ч) | 23 | 25 | 25 | 50 | 20 | 12 | 5 | 6 |
| Мольный расход бензола (кмоль/ч) | 0 | 0 | 50 | 50 | 2 | 12 | 0 | 6 |
Информация об оборудовании
В дополнение к информации о потоке также должна быть таблица с подробной информацией об оборудовании.
Эта таблица может быть полезна для экономического анализа установки, поскольку она должна предоставить информацию, необходимую для оценки стоимости оборудования. Таблица с информацией об оборудовании должна включать список всего оборудования, которое используется в этой конкретной блок-схеме, а также описание размера, высоты, количества тарелок, давления, температуры, материалов конструкции, тепловой нагрузки, площади и другую важную информацию. .
Наименование оборудования
Типичное название оборудования включает букву, за которой следует набор цифр. Буква обычно соответствует первой букве оборудования. Например, первый насос в PFD обычно имеет маркировку P-101. В следующей таблице показаны правила именования букв для технологического оборудования:
| Инициалы оборудования | Описание оборудования |
|---|---|
| С | Компрессор или турбина |
| Э | Теплообменник |
| П | Насос |
| Р | Реактор |
| Т | Башня |
| ТК | Резервуар для хранения |
| В | Судно |
| Д | Обозначенная зона завода |
| А/Б | Идентифицирует параллельные блоки или резервные блоки |
Кроме того, следует отметить, что на заводе необходимо заменить определенное оборудование.
Как правило, новое оборудование получает название старого оборудования, но к новому оборудованию добавляется дополнительная буква или номер, чтобы указать, что была произведена модификация.
Примеры сводных таблиц оборудования
В следующей таблице приводится сводная информация об оборудовании для технологической схемы процесса гидродеалкилирования толуола. Обратите внимание, что сводная таблица оборудования разделена на соответствующий тип оборудования и основные данные, относящиеся к каждой единице оборудования. Например, для теплообменников нагрузка, материалы конструкции и площадь являются важными типами информации, поскольку они могут помочь в экономической оценке. Для сосудов, реакторов и башен необходимо указать размер, материалы конструкции и температуру/давление. Для насосов поток через него может помочь определить значения для экономической оценки.
92)
90Пример блок-схемы процесса
Пример 1: Производство полимеров
Объединив всю информацию из предыдущих разделов, мы теперь можем создать и понять полную блок-схему процесса. На следующем рисунке о производстве полимеров (Towler and Sinnott, 2013) PFD содержит несколько единиц оборудования, поэтому соответствующие потоки можно разместить на самом рисунке, а не на отдельной таблице. Обратите внимание, что все потоки помечены температурой, расходом и количеством каждого состава, а на отдельной таблице все оборудование четко обозначено своими названиями. Одно улучшение, которое можно внести в этот PFD, состоит в том, чтобы сделать его более подробным в отдельной таблице и включить описание оборудования.
Рисунок 4: Блок-схема процесса, документирующая производство полимеров (малый процесс) (Towler and Sinnott, 2013)
Новая блок-схема процесса была создана, чтобы не загромождать эту первую блок-схему процесса.
Обратите внимание, что помеченные потоки — это просто числа, а информация о них представлена в отдельной таблице (таблица 7).
Рисунок 5: Пересмотренная технологическая схема, документирующая производство полимера (Towler and Sinnott, 2013)
| Номер потока | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Температура (по Цельсию) | 15 | 15 | 40 | 60 | 60 | 60 | 15 |
| Общий расход | 3000 | 105 | 3105 | 753 | 7352 | 5000 | 5000 |
| AN Молярный поток | 500 | 0 | 50 | 5 | 45 | 0 | 0 |
| Поток молей воды | 2500 | 100 | 2600 | 300 | 7300 | 5000 | 5000 |
| Молярный поток полимера | 0 | 0 | 450 | 448 | 2 | 0 | 0 |
| Соленый кротовый поток | 0 | 0 | 5 | 0 | 5 | 0 | 0 |
| Поток кошачьих кротов | 0 | 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Однако не все схемы технологических процессов так просты, как в предыдущем примере.
На самом деле, многие из них представляют собой сложные процессы, которые могут занимать несколько страниц. Поэтому лучшим примером будет следующий.
Пример 2: Упрощенный процесс производства азотной кислоты
На рис. 5 (Towler and Sinnott, 2013) воздух поступает в фильтр, а аммиак поступает в испаритель, где в конечном итоге соединяется в реакторе и образует азотную кислоту. Каждый поток помечен номером, а составы потоков указаны в отдельной таблице. Кроме того, в отдельной таблице, которая следует непосредственно под PFD (стандартное соглашение), также указаны значения давления и температуры потоков. Единственное усовершенствование этого PFD, которое можно сделать, — дать оборудованию номенклатуру, подробно описанную в разделе «Именование оборудования», и определить эти имена в отдельной таблице вместо того, чтобы записывать название оборудования в PFD. Таким образом, на PFD будет меньше беспорядка, и может быть легче следить, когда все названия оборудования помещены в одну таблицу.
