Разделы


Рекомендуем
Автоматическая электрика  Аналоговые вычисления 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 [ 72 ] 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

янная времени CRs перезаряда конденсатора С в рассматриваемой схеме уменьшается в раз при R > R или в 0,5ftjj раз при R к R. Если усилитель-повторитель выполнен в виде усилителя со 100%-ной отрицательной обратной связью (например, в виде составного эмиттерного повторителя), то его выходное сопротивление

уп== J и пйр.

с целью дальнейшего уменьшения выходного сопротивления ?вых о-чевую схему можно ввести непосредственно в схему выходного каскада усилителя-повторителя [21] или использовать коммутируемый усилитель-повто. ритель. При этом сопротивление ibix определяется только выходным сопро. тивлением Ry, которое за счет введения глубокой отрицательной обратной связи и увеличения внутреннего коэффициента усиления усилителя может быть сделано сколь угодно малым. Один из вариантов такой схемы с цепями управления и операционным усилителем [5] показан на рис. 4.19. В замкнутом состоянии ключа данная схема работает как составной эмиттерный повторитель (транзисторы Т1 и Т2), выходной ток которого определяется токостабилизирую-щим каскадом ТЗ. Выходное сопротивление схемы определяется выходным сопротивлением эмиттерного повторителя, диоды Д1, Д2 практически не влияют на работу схемы (диоды ДЗ и Д4 при Этом закрыты). В разомкнутом состоянии ключа транзистор ТЗ закрывается от схемы управления (транзистор Т4), а диоды Д1, Д2 запираются за счет напряжений, образующихся на диодах ДЗ, Д4.

Ограничитель по напряжению, включенный на входе дополнительного усилителя, дает возможность использовать низковольтный ключ и усилитель-повторитель с большим выходным током даже в схеме интегрирующего усилителя со шкалой ± 100 В. Усилитель-повторитель, основной усилитель и ключ дол-обеспечивать протекание в выходвой цепи -


Рис. 4.19. Схема задания начальных значений с диодным ключом в выходном каскаде усилителя-повторителя.

жны каждый в отдельности полного тока перезаряда конденсатора С.

В режиме задания начальных зн&чений переменных усилитель-повторитель включен в цепь обратной связи. Вследствие емкостного характера нагрузки он должен иметь малое выходное сопротивление и широкую полосу пропускания, что является необходимым условием для обеспечения устойчивости и исключения колебательных переходных процессов [11]. Условие устойчивости обычно не позволяет использовать повторители с усилением а, значительно превышающим единицу. Так как усилитель-повторитель в замкнутом состоянии ключа подключен непосредственно ко входу основного ОУ, для ограничения смещения нуля последнего необходимо, чтобы усилитель-повторитель имел малый собственный дрейф.



Усилитель-повторитель, обычно имеет очень малое выходное сопротивление, поэтому входные цепи интегрирующего усилителя (на рис. 4.18, в по-. казаны щтрихами) в замкнутом состоянии ключа оказываются фактически закороченными и не влияют нэ режим работы схемы. Поэтому в АВМ для реализации двух основных режимов работы: Возврат в исходное положение и Интегрирование (т.е. без режима Останов ) достаточно в интегрирующих усилителях иметь один ключ с усилителем-повторителем.

4. Запоминающие устройства

Использование в АВМ запоминающих устройств (ЗУ), обеспечивающих запоминание значений x{ti) переменной x(t) в заданный момент времени ti, дает возможность реализовать большое число логических и программных ©пераций, свойственных ЦВМ. .

Основные требования, которые предъявляются к запоминающему устройству в АВМ: способность длительного хранения информации с возможностью непрерывного и неразрущающего считывания; способность быстрой записи новой информации по сигналам управления; возможность удобного сопряжения с другими схемами электрического моделирования.

Существуют две формы подачи информации на запоминающие устройства. Первая форма предусматривает подачу информации в виде, импульсов управления, число которых, а в некоторых случаях и длительность, опреде- Ляют значение величины, подлежащей хранению. При использовании второй формы на вход запоминающего устройства непрерывно поступает аналоговая величина, подлежащая запоминанию; информация для запоминания принимается при одновременном воздействии на запоминающее устройство

вхбдной аналоговой величины и импульсного управляющего воздействия-Носителями информации могут быть потенциометры (делители напряжения), конденсаторы и магнитные элементы.

/ Если для запо-мннання информации применяется потенциометр, то в случае подачи информации первой формы можно использовать реверсивный шаговый переключатель. Запоминание величины легко обеспечивается длительным пребыванием ползунка шагового переключателя в одном положении при отсутствии импульсов управления, а изменение величины - перемещением ползунка в соответствии с импульсами управления. Сопряжение схемы со схемой электрического моделирования обеспечивается простым включением делителя напряжения в соответствующие цепи схемы.

, ~ При подаче информации второй формы делители напряжения, положе-ния ползунков которых отображают значения, переменных, подлежащих запоминанию, входят в состав следящей системы. Режим работы системы определяется внешними сигналами управления- При подаче сигнала, разрешаю--щего прием информации, ползунок потенциометра переводится в положение, соответствующее величине входного напряжения, и следит за ним. Прекращение действия сигнала управления, разрешающего прием информации, обеспечивает неизменное положение ползунков потенциометров.

Потенциометры и делители напряжения обеспечивают практически неограниченное время запоминания информации без потери ее в периоды отключения аппаратуры от напряжений питания- К числу основных недостат-

I ков таких ЗУ относится малое быстродействие при записи новой информации-Конденсаторные ЗУ ацпомнкают дискретные значения входного сигнала с помощью отдельных конденсаторов. Информация в такое ЗУ записывается

, с помощью реле, шаговых переключателей, электромеханического вращающе-гося диска [8], электронных ключевых схем. Для считывания информации обычно используются буферные усилители Уф имеющие коэффициент усиле-

Цния по напряжению а w 4-1, большое входное н малое выходное сопротивле-



соответственно полоса пропускания сигнала амплитудой £ в режиме слежения определяется выражением

г I max

Конденсаторные ЗУ характеризуются относительно большим объемом оборудования на единицу хранимой информации и ограниченным временем хранения.

В АВТ используются также ЗУ на магнитных элементах (магнитные сердечники, магнитная лента, магнитный барабан с модуляционным или цифровым преобразованием непрерывных сигналов), однако, несмотря на большой объем памяти таких ЗУ, эти устройства не получили широкого распространения из-за сравнительной сложности.

ния (например, катодные повторители, составные эмиттерные повторители и т.п.). Наилучшие показатели-по основным параметрам имеют ЗУ, построенные на основе интегрирующих усилителей, которые наиболее широко используются в АВТ. В режиме фиксация на выходе интегрирующего усилителя сохраняется напряжение, которое было на нем к моменту переключения. Время, в течение которого это напряжение, вследствие разряда конденсатора на входное сопротивление усилителя /?д, изменится на определенную величину (без учета сопротивления утечки конденсатора и погрешности дрейфа нуля), можно определить, исходя из постоянной времени разряда

раэ = (К + ПЯцС.

где К - коэффициент усиления усилителя.

Так как постоянная времени велика, то интегрирующий усилитель в режиме фиксацииМОЖНО использовать как запоминающее устройство. Вход интегрирующего усилителя, который служит для подачи напряжения начальных условий, и является входом ЗУ при использовании усилителя в качестве запоминающего элемента.

Для ускорения процесса записи информации в схеме интегрирующего усилителя должны быть предусмотрены меры, уменьшающие время перезаряда конденсатора. Способы сокращения этого времени рассматривались при описании ключных схем для задания начальных значений переменных. Для ЗУ наиболее предпочтителен способ, использующий дополнительный усилитель-повторитель с последовательным ключом (или коммутируемый усилитель-повторитель) на входе операционного усилителя (рис. 4.18, в и 4.19).

Так как погрешности хранения и погрешности от импульсных помех, возникающих при переключении электронных ключей и вызванных дифференцированием управляющих импульсов паразитными емкостями ключей, уменьшаются с увеличением емкости запоминающего конденсатора, а скорость записи, наоборот, увеличивается при уменьшении указанной емкости, то необходимый компромисс в данном типе ЗУ обеспечивается с помощью операционных усилителей, усилителей-повторителей и ключей с большой токовой шкалой (/ах)- При этом могут применяться запоминающие конденсаторы большой емкости. Время записи входного напряжения Ё

зал ~ 7-




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 [ 72 ] 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

Яндекс.Метрика
© 2010 KinteRun.ru автоматическая электрика
Копирование материалов разрешено при наличии активной ссылки.