Гистерезис нь хэлхээний гүйцэтгэл, тогтвортой байдал, үр ашигтай байдалд хэрхэн нөлөөлдөг
2026-05-14 127

Гистерезис нь электроникийн чухал ойлголт бөгөөд зарим системүүд яагаад өмнөх төлөв байдлаасаа хамааран өөр өөр хариу үйлдэл үзүүлдэг болохыг тайлбарладаг.Жижиг оролтын өөрчлөлт болгонд шууд хариу үйлдэл үзүүлэхийн оронд гистеретик систем нь тогтвортой байдлыг сайжруулж, хүсээгүй шилжүүлэлтийг багасгахад тусалдаг санах ойн эффектийг ашигладаг.Энэ зан үйлийг илүү найдвартай хэлхээний ажиллагааг бий болгохын тулд харьцуулагч, Шмитт триггер, соронзон систем, цахилгаан эрчим хүчний электроникуудад өргөн ашигладаг.Гистерезис хэрхэн ажилладагийг ойлгох нь түүний гүйцэтгэл, үр ашиг, практик цахим дизайнд үзүүлэх нөлөөг тайлбарлахад тусалдаг.

Каталог

Электрон хэлхээнд гистерезис гэж юу вэ?

Цахим хэлхээн дэх гистерезис гэдэг нь системийн гаралт нь зөвхөн одоогийн оролтын нөхцлөөс гадна өмнөх үйл ажиллагааны төлөвөөс хамаарах нөхцөлийг хэлнэ.Нэг сэлгэн залгах босгыг ашиглахын оронд гистеретик системүүд нь ихэвчлэн тусдаа идэвхжүүлэх, идэвхгүйжүүлэх цэгүүдээр ажилладаг.Эдгээр босго хоорондын ялгаа нь гистерезис цонхыг үүсгэдэг.

Практик электроникийн хувьд гистерезис нь санах ойн эффект үүсгэдэг.Төхөөрөмж төлөвөө өөрчилсний дараа оролтын нөхцөл эсрэг чиглэлд бага зэрэг хэлбэлзэх үед тэр даруй буцдаггүй.Энэ зан үйл нь системүүд өөрчлөгдөж буй нөхцөлд илүү урьдчилан таамаглах боломжтой ажиллагааг хангах боломжийг олгодог.

Гистерезис нь дараахь зүйлд өргөн хэрэглэгддэг.

• Харьцуулагчийн хэлхээ

• Schmitt триггерүүд

• Цахилгаан эрчим хүч

• Соронзон хадгалах систем

• Үйлдвэрлэлийн хяналтын систем

Зураг 2. Тогтвортой ажиллахын тулд тусдаа ON болон OFF босго ашиглан температурын хяналттай сэнс

Жишээ нь, хөргөлтийн сэнс идэвхжиж болно 40°C гэхдээ температур буурах хүртэл идэвхтэй хэвээр байна 35°C.Өөр өөр ашиглах АСААЛТТАЙ болон OFF босго үйл ажиллагааны нөхцөл нь тогтоосон цэгийн ойролцоо хэлбэлзэх үед хурдан эргэлдэхээс сэргийлдэг.

Гистерезисгүй бол босго түвшинд ойрхон ажиллаж байгаа системүүд нь жижиг дохио v ariat ионуудад тасралтгүй хариу үйлдэл үзүүлж болно.Энэ зан үйл нь реле чалчаа, худал өдөөлт, тогтворгүй ажиллагаа, хэт их шилжих үйлдлийг үүсгэж болзошгүй.

Гистерезис нь хэлбэлзэлтэй нөхцөлд тогтвортой шийдвэр гаргахад дэмжлэг үзүүлэх чадвартай тул орчин үеийн цахим дизайны чухал зарчим хэвээр байна.

Бодит системд гистерезис хэрхэн ажилладаг вэ

Зураг 3. Гистерезисийн цонхтой тус тусад нь ON болон OFF босгыг харуулсан реле солих үйл явц

Гистерезисийн хамгийн энгийн жишээнүүдийн нэг нь релений үйл ажиллагаанд илэрдэг.

төсөөлөөд үз дээ a 12V реле хувьсах тэжээлийн эх үүсвэрт холбогдсон.

Реле солих зан төлөв

• 0V-ээс хүчдэл аажмаар нэмэгддэг

• Реле нь ойролцоогоор 11V-д идэвхждэг

• Хүчдэл аажмаар буурна

• Реле идэвхтэй хэвээр байна

• Реле эцэст нь 9V-ийн ойролцоо унтарна

Идэвхжүүлэх болон идэвхгүйжүүлэх хүчдэлийн хоорондох ялгааг гистерезис цонх.

Реле нь бага хэмжээний хүчдэлийн өөрчлөлтөд шууд хариу үйлдэл үзүүлэхээс илүүтэйгээр өмнөх төлөвөө түр зуур хадгалдаг.Үүнтэй ижил зарчим нь цахилгаан дуу чимээ, хүчдэлийн долгион, цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоо (EMI), дулааны хэлбэлзэлд өртдөг системүүдэд илэрдэг.Эдгээр эвдрэлүүд нь дохио болон үйл ажиллагааны нөхцөлд жижиг v ariat ионуудыг нэвтрүүлж, гистерезисгүйгээр босгоны тогтвортой байдлыг хангахад илүү хэцүү болгодог.

Гистерезис нь хэлбэлзэлтэй нөхцөлд босго шийдвэрийг тогтворжуулж, эд ангиудын ашиглалтын хугацааг богиносгож болох хэт их солих үйл явдлыг багасгадаг.Ийм учраас гистерезисийг орчин үеийн олон электрон системд зориудаар оруулсан байдаг.

Гистерезисийн үндсэн зарчим ба шалтгаанууд

Гистерезисын тодорхойлогч шинж чанар нь санах ойн зан байдал.Гистеретик систем нь одоогийн нөхцөл байдал болон өмнөх үйл ажиллагааны төлөвийн аль алиных нь дагуу хариу үйлдэл үзүүлдэг.Үүний үр дүнд оролтыг нэмэгдүүлэх, багасгах оролт нь өөр өөр хариу арга замуудыг дагаж мөрддөг.

Энэ нь шинж чанарыг бий болгодог гистерезисийн гогцоо.

Үнэлгээнээс хамааралтай гистерезис ба ханшаас хамааралтай

Онцлог	Үнэлгээнээс хамааралгүй	Үнэлгээнээс хамааралтай
Хариулт	Ихэнхдээ өөрчлөгдөөгүй	Хурднаас хамаарч өөр өөр байдаг
Мэдрэмж	Бага	Өндөр
Ердийн програмууд	Байнгын соронз	Эрчим хүчний электроник
Инженерийн хэрэглээ	Соронзон хадгалалт	Динамик шилжих шинжилгээ

Гистерезийн гол шалтгаанууд

• Magnetic Domain Alignment

Соронзон материалд гадны соронзон орон зайлуулсны дараа ч микроскоп соронзон домэйнууд хэсэгчлэн зэрэгцсэн хэвээр байж болно.Энэхүү үлдэгдэл тохируулга нь соронзон гистерезисийн зан төлөвт хувь нэмэр оруулдаг санах ойн эффектийг бий болгодог.

• Цэнэг барих

Хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдэд баригдсан цахилгаан цэнэг нь шилжих хариу үйлдлийг удаашруулж, төхөөрөмжийн үйл ажиллагаа нь өмнөх цахилгааны төлөв байдлаас хэсэгчлэн хамаардаг.Энэ нөлөө нь санах ойн технологи, транзистор дээр суурилсан системд ихэвчлэн ажиглагддаг.

• Механик ба дулааны нөлөө

Механик хөдөлгөөн ба температур v ariat ионууд нь оролт ба гаралтын үйл ажиллагааны хооронд саатсан хариу үйлдэл үзүүлж болно.Физик өөрчлөлтүүд нь системийн гүйцэтгэлд нөлөөлдөг реле, мэдрэгч, температурын зохицуулалттай системд эдгээр нөлөө ихэвчлэн ажиглагддаг.

• Эерэг санал хүсэлт

Олон тооны электрон хэлхээ нь санал хүсэлтийн сүлжээгээр дамжуулан гистерезис үүсгэдэг.Эерэг санал хүсэлт нь солих босгыг шилжүүлж, илүү хяналттай зан үйлийг бий болгоход тусалдаг.Энэ аргыг харьцуулагч, Шмиттийн триггер, үйлдлийн өсгөгчийн хэлхээнд өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд өөрчлөгдөж буй нөхцөлд дохионы тогтвортой байдлыг сайжруулахад ашигладаг.

Соронзон гистерезисийн гогцоог ойлгох

Зураг 4. Соронзон талбайг өөрчлөх үед соронзон гистерезисийн янз бүрийн замыг харуулсан гогцоо

Соронзон материалууд нь гистерезийн зан үйлийн хамгийн тод жишээнүүдийн нэг юм.Соронзон гистерезис нь гадны соронзон орон зайлуулсны дараа материал соронзлолыг хадгалах үед үүсдэг.

Төмөр соронзон материал Төмөр, никель, кобальт, цахиурын ган зэрэг нь байгалийн нөхцөлд ийм нөлөө үзүүлдэг, учир нь талбайн нөхцөл өөрчлөгдсөн ч дотоод соронзон домэйнууд хэсэгчлэн нийцсэн хэвээр байж болно.

Гистерезисийн гогцоог ойлгох

Гистерезисийн гогцоо нь дараахь харилцааг тодорхойлдог.

• Соронзон орны хүч (H)

• Соронзон урсгалын нягт (B)

B = f(H)

Соронзон орон нэмэгдэж, багасах нь өөр өөр замыг дагаж, соронзон санах ойн үйл ажиллагааг харуулсан хаалттай гогцоо үүсгэдэг.Илүү өргөн гистерезисийн гогцоо нь ерөнхийдөө илүү их эрчим хүчний алдагдал, дулааны үйлдвэрлэл нэмэгдэж, нийт үр ашиг буурч байгааг илтгэнэ.

Хэт их алдагдал нь урт хугацааны дулааны стрессийг бий болгодог тул гистерезисын муруйг трансформатор, мотор, эрчим хүчний системийг зохион бүтээх явцад сайтар судалж үздэг.

Практик унтраалгатай тэжээлийн хангамжид феррит материалыг илүүд үздэг, учир нь өндөр давтамжийн ажиллагааны үед цахиурын гангийн алдагдал ихээхэн нэмэгддэг.

Зураг 5. Өгөгдөл хадгалахад гистерезис ашигладаг соронзон хадгалах төхөөрөмж

Мэдээлэл хадгалах соронзон гистерезис

Хатуу диск болон соронзон санах ойн технологи нь гистерезис дээр тулгуурладаг.Соронзон материал нь цахилгааныг салгасны дараа соронзлолыг хадгалж байдаг тул мэдээлэл тасралтгүй цахилгаан эрчим хүчгүйгээр хадгалагддаг.

Нийтлэг хэрэглээ нь хатуу диск, соронзон соронзон хальсны систем, соронзон эсэргүүцэлтэй санамсаргүй хандалтын санах ой (MRAM) технологиос эхлээд мэдээлэл хадгалах соронзон гистерезис, дэгдэмхий хадгалах чадварт тулгуурладаг.

Соронзон үндсэн материал ба үр ашгийн харьцуулалт

Үндсэн материалын сонголт нь трансформатор, сэлгэн залгах систем дэх гистерезисийн алдагдал, үр ашиг, дулааны үйлдвэрлэл, урт хугацааны гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг.Төрөл бүрийн материалууд нь атомын бүтэц, шахалт, нэвчилт, соронзон хадгалалтын шинж чанаруудын v ariat ионуудаас шалтгаалан соронзон орны нөлөөнд өөр өөр хариу үйлдэл үзүүлдэг.Эдгээр ялгаанууд нь трансформатор, индуктор, сэлгэн залгах тэжээлийн хангамж, цахилгаан мотор, өндөр давтамжийн эрчим хүчний системд онцгой ач холбогдолтой болдог.

Нийтлэг соронзон үндсэн материалын харьцуулалт

Материал	Давтамж	Хамаатан садан Үндсэн алдагдал	Хамаатан садан Зардал	Ердийн Хэрэглээ
Цахиур ган	50-60 Гц	Дунд зэрэг	Бага	Ашиглалтын трансформатор, мотор
Феррит	кГц-МГц	Бага	Дунд зэрэг	SMPS, RF хэлхээ, EMI дарангуйлал
Аморф металл	50-400 Гц	Маш бага	Өндөр	Эрчим хүчний хэмнэлттэй трансформаторууд

Бүх материалууд соронзон үйл ажиллагааг дэмждэг боловч практик нөхцөлд тэдгээрийн гүйцэтгэл нь ихээхэн ялгаатай байж болно.Материалын сонголт нь ихэвчлэн онолын гүйцэтгэлээс илүүтэйгээр үйл ажиллагааны шаардлагаас хамаардаг.

Жишээ нь, Ашиглалтын трансформаторууд нь ихэвчлэн силикон ган ашигладаг, учир нь түүний өртөг хэмнэлттэй, удаан хугацааны туршид найдвартай байдаг.Өндөр давтамжийн цахилгаан хангамж нь ферритийг ихэвчлэн ашигладаг, учир нь түүний өндөр цахилгаан эсэргүүцэл нь гүйдлийн алдагдлыг бууруулдаг.Эрчим хүчний хэмнэлттэй трансформаторууд улам бүр аморф материалыг ашигладаг тул бага алдагдал нь урт хугацааны гүйцэтгэлийг сайжруулдаг.Эдгээр солилцоог ойлгох нь дулааны төлөв байдал, үр ашгийн зорилго, үйл ажиллагааны шаардлагыг тэнцвэржүүлэхэд тусалдаг.

Зөөлөн ба хатуу соронзон материалууд

Соронзон материалыг хэр амархан соронздож, соронзгүйжүүлдгээрээ зөөлөн, хатуу гэж ангилдаг.

Өмч	Зөөлөн Соронзон материал	Хэцүү Соронзон материал
Албадлага	Бага	Өндөр
Гистерезийн алдагдал	Доод	Илүү өндөр
Үндсэн хэрэглээ	Трансформаторууд	Байнгын соронз
Мэдээлэл хадгалах	Бага	Өндөр

Зөөлөн соронзон материал нь харьцангуй бага эрчим хүчний оролттой соронзон төлөвийг хурдан өөрчилж чаддаг.Давтан соронзон эргэлт үүсдэг трансформатор ба индукторуудад тэдгээрийг илүүд үздэг.

Хатуу соронзон материал нь соронз алдалтыг эсэргүүцэж, соронзон шинж чанарыг удаан хугацаанд хадгалдаг.Эдгээр материалыг байнгын соронз болон соронзон хадгалах системд ихэвчлэн ашигладаг.

Сонголтод анхаарах зүйлс

Соронзон үндсэн материалыг сонгох нь хамгийн бага гистерезисийн алдагдалтай сонголтыг сонгохоос илүүтэй холбоотой юм.Материалын сонголт нь үйл ажиллагааны давтамж, дулааны нөхцөл, үр ашгийн зорилт, хэмжээ хязгаар, эрчим хүчний хэрэглээний шаардлага, нийт өртөг зэрэг практик үзүүлэлтээс хамаарна.Эдгээр хүчин зүйлүүд нь гүйцэтгэл, найдвартай байдал, тодорхой хэрэглээнд тохиромжтой байдалд хамтдаа нөлөөлдөг.

Жишээ нь, өндөр давтамжийн сэлгэн залгах тэжээлийн хангамж нь хурдан сэлгэн залгах үед бага алдагдалтай байдаг тул ерөнхийдөө феррит цөмөөс ашиг тус хүртдэг.Үүний зэрэгцээ стандарт сүлжээний давтамж дээр ажилладаг цахилгаан трансформаторууд өртөг хэмнэлттэй, найдвартай байдал нь батлагдсан тул цахиур гангаар үргэлжлүүлэн ашиглах боломжтой.

Материалын сонголт нь урт хугацааны үр ашиг, дулааны төлөв байдал, системийн ерөнхий гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг.Эдгээр солилцоог ойлгох нь хэрэглээний шаардлагад илүү тохирох соронзон материалыг сонгох боломжийг танд олгоно.

Хагас дамжуулагч төхөөрөмж дэх гистерезис

Зураг 6. SCR болон TRIAC төхөөрөмжүүдийг сэлгэн залгахад ашигладаг

Тиристорууд нь өндөр хүчдэл, өндөр гүйдлийн хэрэглээнд зориулагдсан хагас дамжуулагч шилжүүлэгч төхөөрөмж юм.Хяналтын дохионд тасралтгүй хариу үйлдэл үзүүлдэг ердийн транзисторуудаас ялгаатай нь тиристорууд нь төхөөрөмжийг идэвхжүүлсний дараа дамжуулагч хэвээр байх боломжийг олгодог түгжих механизмыг ашигладаг.

Төхөөрөмжийн гаралт нь түүний өмнөх төлөвөөс тодорхой хэмжээгээр хамаардаг тул энэ үйлдлийн үйлдэл нь санах ойн шинж чанарыг бий болгодог.Нэгэнт өдөөгдөхөд ажлын нөхцөл нь тодорхой цахилгаан хязгаараас доош унах хүртэл дамжуулалт үргэлжилнэ.

Түгжих зан үйл хэрхэн ажилладаг вэ

зэрэг төхөөрөмжүүд Цахиурын удирдлагатай Шулуутгагч (SCR) болон ТРИАКууд түгжих, барих гүйдлийн шинж чанарт тулгуурлана.

Хаалганы импульсийг хүлээн авсны дараа төхөөрөмж дамжуулагч төлөвт орж, хаалганы дохиог арилгасан ч үргэлжлүүлэн ажиллана.Гүйдэл нь барих гүйдлийн босго хэмжээнээс доогуур болсны дараа л дамжуулалт зогсдог.

Идэвхжүүлэлт, идэвхгүй байдал нь янз бүрийн цахилгаан нөхцөлд явагддаг тул тиристорууд нь гистерезистэй төстэй зан үйлийг харуулдаг.

Гүйцэтгэлд нөлөөлөх гол үзүүлэлтүүд

• Түгжих гүйдэл: Өдөөлтийн дараа шууд шаардагдах хамгийн бага гүйдэл.

• Барилгын гүйдэл: Дамжуулалтыг хадгалахад шаардагдах хамгийн бага гүйдэл.

• Gate Trigger Current: Төхөөрөмжийг идэвхжүүлэхэд шаардлагатай гүйдэл.

• Блоклох хүчдэл: OFF-хүчдэлийн хамгийн их хүчин чадал.

Төхөөрөмж сонгох хувилбарын жишээ

Өргөдөл	Санал болгосон Төхөөрөмж	Шалтгаан
Сэнсний хурд хянагч	BT136 TRIAC	Хоёр чиглэлтэй АС солих чадвар
Аж үйлдвэрийн моторын удирдлага	TYN612 SCR	Илүү өндөр хүчдэл ба гүйдэл зохицуулах чадвар
Боловсролын хэлхээ	TIC106 SCR	Энгийн бага чадалтай ажиллагаа ба хүртээмжтэй байдал

Сонгох үйл явц нь төхөөрөмжийн үйл ажиллагааны орчинтой хэрхэн харьцаж байгаагаас ихээхэн хамаардаг.

Жишээ нь, гэр ахуйн сэнсний хурд хянагч эсвэл гэрлийн бууруулагчийг ихэвчлэн ашигладаг BT136 TRIAC Учир нь түүний хоёр чиглэлтэй шилжих чадвар нь хувьсах гүйдлийн удирдлагыг хялбаршуулдаг.Хувьсах гүйдэл нь хоёр чиглэлд урсдаг тул TRIAC нь нэмэлт сэлгэн залгах бүрэлдэхүүн хэсэг шаардахгүйгээр хувьсах гүйдлийн мөчлөгийн хоёр хагаст дамжуулж чаддаг.Энэ шинж чанар нь хэлхээний нарийн төвөгтэй байдлыг багасгаж, авсаархан хэрэглээний электроникийн хэрэгжилтийг илүү практик болгодог.

Аж үйлдвэрийн моторын удирдлагын систем нь оронд нь давуу талтай байж болно TYN612 SCR, энэ нь илүү өндөр эрчим хүчний нөхцөл, илүү эрэлт хэрэгцээтэй ажиллах орчинд ажиллахад зориулагдсан.Илүү их гүйдлийн ачаалал болон эрчим хүчний зохицуулалтын шаардлагуудтай холбоотой програмууд нь илүү хүчтэй сэлгэн залгах чадвар, сайжруулсан бат бөх байдлын үр шимийг хүртдэг.

Боловсролын төслүүд болон бага чадлын хяналтын хэрэглээний хувьд TIC106 SCR энгийн ажиллагаатай, туршилт хийх боломжтой тул практик сонголт хэвээр байна.Үүнийг ойлгох, хэрэгжүүлэхэд хялбар байх чухал ач холбогдолтой сэлгэн залгах хэлхээнд ихэвчлэн ашигладаг.

Хэрэглээнд суурилсан энэхүү арга нь төхөөрөмжийн сонголт нь зөвхөн цахилгаан техникийн үзүүлэлтээс гадна системийн шаардлага, үйл ажиллагааны нөхцөл, дизайны практикт анхаарах зүйлсээс хамаарна гэдгийг харуулж байна.

Зураг 7. Өөр өөр шилжих бүтцийг харуулсан SCR ба TRIAC тэмдэг

SCR vs TRIAC

Онцлог	SCR	ТРИАК
Одоогийн чиглэл	Нэг чиглэл	Хоёр чиглэл
АС солих	Хязгаарлагдмал	Маш сайн
DC програмууд	Нийтлэг	Бага түгээмэл
Эрчим хүчний хяналт	Өндөр	Дунд зэрэг
Ердийн хэрэглээ	Аж үйлдвэрийн системүүд	Арилжааны электрон төхөөрөмж

Харьцуулагч ба Шмиттийн триггерийн хэлхээн дэх гистерезис

Зураг 8. Гистерезисийн эерэг санал хүсэлтийг ашигласан харьцуулагч хэлхээ

Харьцуулагч хэлхээ нь электроникийн гистерезисийн хамгийн түгээмэл практик хэрэглээний нэг юм.Тэдний зорилго нь оролтын дохиог жишиг хүчдэлтэй харьцуулж, харьцуулсан үр дүнгийн дагуу гаралтыг бий болгох явдал юм.

Бодит системүүд ихэвчлэн цахилгаан дуу чимээ, долгион, дохионы хэлбэлзэл бүхий орчинд ажилладаг.Эдгээр нөхцөлд босго түвшний ойролцоох жижиг v ariat ионууд гаралтын тогтвортой байдалд нөлөөлж болзошгүй.

Гистерезис нь тусдаа сэлгэн залгах түвшинг бий болгосноор босго үзүүлэлтийг сайжруулж, дохионы өөрчлөлтийн нөхцөлд харьцуулагч хэлхээг илүү найдвартай ажиллуулах боломжийг олгодог.

Харьцуулагчийн гүйцэтгэлийн харьцуулалт

Параметр	Үгүй Гистерезис	-тай Гистерезис
Хуурамч триггер	Байнга	Хамгийн бага
Тогтвортой байдал	Босго ойролцоо муу	Тогтвортой
Relay Chatter	Нийтлэг	Ховор
Дуу чимээний мэдрэмж	Өндөр	Багасгасан
Гаралтын найдвартай байдал	Дунд зэрэг	Сайжруулсан

Харьцуулалт нь яагаад гистерезисийг мэдрэгч интерфейс, суулгагдсан систем, үйлдвэрлэлийн хяналтын програмуудад ихэвчлэн ашигладаг болохыг харуулж байна.

Зураг 9. Шмиттийн дээд ба доод босго ашиглан триггерийн ажиллагаа

Шмитт триггерийн ажиллагааг ойлгох

Шмитт триггер нь гистерезис үүсгэхийн тулд эерэг санал хүсэлтийг санаатайгаар ашигладаг тул нэг босго хүчдэлд шилжихгүй.Үүний оронд энэ нь дээд босго хүчдэл ба доод босго хүчдэл гэсэн хоёр өөр шилжих цэгийг ашигладаг.Энэ нь дохионы шилжилтийг илүү цэвэр, тогтвортой болгодог.Практик суулгагдсан системд Шмитт триггерийг мэдрэгчийн интерфэйсүүд болон механик унтраалгын оролтуудад ихэвчлэн нэмдэг, учир нь бага хэмжээний дохионы хэлбэлзэл, дуу чимээ эсвэл контактын үсрэлт нь олон тооны хүсээгүй гаралтын шилжилтийг үүсгэж болзошгүй юм.

Op-Amp болон Power Electronics дахь гистерезис

Үйлдлийн өсгөгч мэдрэх чадвар, өсгөх чадвараараа мэдрэгч систем, дохио боловсруулах, аналог хяналтын хэлхээнд өргөн хэрэглэгддэг.Оролтын дохио нь бага багаар өөрчлөгдөх эсвэл босго нөхцөлийн ойролцоо ажиллах үед бага зэргийн хэлбэлзэл нь сэлгэн залгах тогтвортой байдалд нөлөөлж, тогтворгүй гаралтын үйлдлийг бий болгодог.

Гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд op-amp хэлхээ нь ихэвчлэн эерэг санал хүсэлтийн сүлжээгээр дамжуулан гистерезис үүсгэдэг.Энэ арга нь идэвхжүүлэх, идэвхгүй болгох тусдаа босго бий болгож, өөрчлөлт оруулах горимд өөрчлөлт оруулах горимыг илүү хянах боломжийг олгодог.

Гистерезисын практик жишээ энд гарч ирнэ ухаалаг агааржуулалтын систем.

Зорилтот өрөөний температуртай системийг авч үзье 26°C.Гистерезисийн цонхгүй бол тогтоосон цэгийн эргэн тойронд бага зэргийн температурын хэлбэлзэл нь компрессорын ажиллагааг дахин дахин өдөөж болно.

Жишээ нь үйл ажиллагааны нөхцөлд хөргөлтийн идэвхжүүлэлт орно 28°C болон хөргөлтийг идэвхгүй болгох 24°C.

Энэ 4°C салгах нь шаардлагагүй шилжих үйл ажиллагааг бууруулж, төлөвийг өөрчлөхөөс өмнө системийг илүү өргөн температурын хүрээнд ажиллуулах боломжийг олгодог гистерезис цонхыг бий болгодог.

Харьцуулсан системийн зан төлөв

Хяналт Арга	Компрессор Цаг тутамд хийх мөчлөг	Үр нөлөө
Гистерезисгүйгээр	Өндөр	Компрессорын элэгдлийг нэмэгдүүлэх ба тогтворгүй ажиллагаа
4°С гистерезис цонхтой	Доод	Үр ашиг нь сайжирч, буурсан шилжих үйл ажиллагаа

Дээрх утгууд нь тогтмол хэмжилтээс илүүтэй харьцуулсан үйл ажиллагааны шинж чанарыг илэрхийлдэг, учир нь сэлгэн залгах давтамж нь өрөөний хэмжээ, дулааны нөхцөл, дулаалгын чанар, хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлээс хамаарч өөр өөр байдаг.

Гэсэн хэдий ч харьцуулалт нь дизайны чухал зарчмыг харуулж байна.Нарийн эсвэл байхгүй гистерезисийн хүрээтэй системүүд нь босгоны ойролцоо нөхцөлийг дахин дахин сольж, цахилгааны ачааллыг нэмэгдүүлж, эд ангиудын урт хугацааны ашиглалтын хугацааг бууруулдаг.Илүү өргөн цонхнууд нь дугуйн давтамжийг бууруулж, үйл ажиллагааны тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.

Практик системд шилжих үйл ажиллагааг багасгах нь эрчим хүчний хэмнэлтийг сайжруулж, дулааны даралтыг бууруулж, компрессорын ашиглалтын хугацааг уртасгахад тусалдаг.Үүнтэй төстэй хяналтын аргуудыг хүрээлэн буй орчны систем, үйлдвэрлэлийн температурын зохицуулалт, хэрэглээний электроникийн хувьд тогтвортой босго зан үйл чухал ач холбогдолтой өргөн хэрэглэгддэг.

Энэ жишээ нь гистерезис нь зөвхөн хэлхээний төлөв байдалд төдийгүй системийн бодит гүйцэтгэл, урт хугацааны найдвартай байдалд хэрхэн нөлөөлж байгааг харуулж байна.

Гистерезисийн хэмжилт ба шинж чанар

Зураг 10. Гистерезис хэмжих осциллограф ба B-H анализатор

Гистерезисийг хэмжих нь үйл ажиллагааны өөрчлөлтийн нөхцөлд бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрхэн ажилладагийг үнэлэхэд тусалдаг.Хэмжилт нь гистерезис байгаа эсэхийг тодорхойлохоос илүүтэйгээр энэ нь солих зан төлөв, үр ашиг, урт хугацааны гүйцэтгэлд хэр хүчтэй нөлөөлж байгааг тодорхойлдог.

Шинжилгээ хийж буй системээс хамааран янз бүрийн хэрэгслийг ашигладаг.

• Осциллограф - харьцуулагч болон Шмитт триггер зэрэг хэлхээн дэх шилжих босго болон дохионы үйлдлийг дүрслэн харуулах.

• B-H Curve Analyzers - соронзон материалыг албадлагын чадвар, хадгалах чадвар, гистерезисийн алдагдлыг хэмжих замаар үнэлдэг.

• Magnetic Characterization Systems - судалгаа, хадгалалтын технологи дахь соронзон шинж чанарыг судлах.

• Автоматжуулсан туршилтын системүүд - давтагдах чадвар, том хэмжээний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн туршилтыг сайжруулна.

Нийтлэг хэмжилтүүд нь:

• Хүчдэл - үлдэгдэл соронзлолыг арилгахад шаардагдах соронзон орны хүч

• Хадгалах чадвар - талбайг арилгасны дараа үлдсэн соронзлол

• Hysteresis Range - сэлгэн залгах босго хоорондын ялгаа

• Switching Thresholds - төлөвийн өөрчлөлтийг өдөөдөг утгууд

Хэмжилтийн үр дүн нь материалын сонголт болон системийн загварт шууд нөлөөлдөг.Хэт их гистерезисийн алдагдал нь дулааны үйлдвэрлэлийг ихэсгэх ба буруу сонгогдсон босго нь үйл ажиллагааны тогтвортой байдлыг бууруулдаг.

Электрон дизайн дахь гистерезисийг оновчтой болгох

Гистерезис ба гистеретик бус системүүд

Онцлог	Гистерезис	Гистеретик бус
Дуу чимээ Дархлаа	Өндөр	Бага
Тогтвортой байдал	Илүү сайн	Тогтвор багатай
Шилжүүлж байна Давтамж	Доод	Илүү өндөр
Мэдрэмж	Доод	Илүү өндөр
Худлаа Өдөөлт	Багасгасан	Илүү нийтлэг
Урт хугацааны Найдвартай байдал	Илүү сайн	Багасгасан

Энэхүү харьцуулалт нь яагаад гистерезисийг олон практик системд зориудаар нэвтрүүлж байгааг харуулж байна.

Цахилгаан шуугиан, ажлын температур, ачаалал v ariat ион, сэлгэн залгах хурд, дулааны нөхцөл, хариу үйлдэл хийх шаардлага зэрэг гистерезийн төлөв байдалд хэд хэдэн хүчин зүйл нөлөөлдөг.Загварын хамгийн тохиромжтой тэнцвэр нь тодорхой хэрэглээ, үйл ажиллагааны орчноос хамаарна.

Сорилт ба ирээдүйн судалгааны чиглэл

Хэдийгээр гистерезис нь системийн үйл ажиллагааг сайжруулдаг ч төхөөрөмжүүд нь жижиг болж, өндөр хурдтай ажиллах тусам дизайн хийхэд бэрхшээлтэй байдаг.

Гистерезистэй холбоотой өнөөгийн сорилтууд нь соронзон систем дэх эрчим хүчний алдагдал, дулааны үйлдвэрлэл, материалын хөгшрөлтийн нөлөө, загварчлалын нарийн төвөгтэй байдал, үйл ажиллагааны өндөр давтамжийн алдагдал зэрэг болно.Эдгээр хязгаарлалтууд нь ерөнхий үр ашиг, найдвартай байдал, системийн урт хугацааны гүйцэтгэлд нөлөөлж болно.

Үргэлжилсэн судалгаанууд нь алдагдал багатай соронзон материал, хиймэл оюун ухааны тусламжтайгаар оновчлох арга техник, спинтрон санах ойн технологи, дасан зохицох гистерезисийн хяналтын аргууд, дэвшилтэт хагас дамжуулагч системийг судлах ажлыг үргэлжлүүлж байна.Эдгээр хөгжүүлэлт нь үр ашгийг дээшлүүлэх, алдагдлыг бууруулах, илүү ухаалаг системийн үйл ажиллагааг дэмжих зорилготой.

Ирээдүйн цахим системүүд өөрчлөгдөж буй нөхцлийн дагуу үйл ажиллагааны зан төлөвийг автоматаар тохируулдаг дасан зохицох гистерезийн арга техникийг улам бүр нэвтрүүлэх болно.Төхөөрөмжүүд хурд, нарийн төвөгтэй байдлаар ахих тусам гистерезисийн үр ашигтай хяналт нь цахим системийн дизайны чухал асуудал хэвээр байх болно.

Дүгнэлт

Гистерезис нь тогтвортой байдлыг сайжруулж, хүсээгүй сэлгэн залгах үйлдлийг бууруулснаар электрон системийг илүү найдвартай ажиллуулахад тусалдаг.Энэ нь соронзон материал, хагас дамжуулагч төхөөрөмж, удирдлагын систем, үйл ажиллагааны нөхцөл байнга өөрчлөгддөг цахилгаан эрчим хүчний электроникуудад өргөн хэрэглэгддэг.Хэдийгээр энэ нь зарим хэрэглээнд эрчим хүчний алдагдлыг үүсгэж болох ч гистерезисийн зөв загвар нь үр ашиг, урт хугацааны гүйцэтгэлийг сайжруулж чадна.Гистерезисийг ойлгох нь хэлхээний дизайн, системийг оновчтой болгоход илүү сайн шийдвэр гаргах боломжийг олгодог.