4.6.2. Особенности реализации функциональных элементов в ак “Каскад-2”

В приборах системы “Каскад” широко используются операционные усилители. На базе операционных усилителей, охваченных обратной связью, построены регулирующие блоки, интеграторы, дифференциаторы, сумматоры.

И спользуемые в блоках операционные усилители относятся к классу усилителей постоянного тока с управляемым генератором. Операционный усилитель содержит варикапную мостовую схему и высокочастотный усилитель, охваченные обратной связью через трансформатор (Рис. 4.41). Знак и глубина обратной связи зависит от состояния равновесия мостовой схемы, которая, в свою очередь, зависит от величины входного сигнала. Если на вход 1 усилителя будет подано положительное напряжение, то схема разбалансируется таким образом, что обратная связь станет положительной, а в контуре генератора возникнет генерация с амплитудой пропорциональной входному сигналу. Напряжение генерации выпрямляется переходом база-эмиттер транзистора. Выпрямленное напряжение усиливается транзистором и сглаживается.

Аналоговые усилители мощности представляют собой бесконтактные тиристорные устройства с фазовым управлением; релейные усилители мощности так же являются бесконтактными тиристорными усилителями.

Нелинейные блоки формируют функции вида ограничения и произвольной монотонной нелинейности, которые применяются для корректировки нелинейных статических характеристик объектов и для установления области воздействия сигнала. Принципы выполнения нелинейных блоков различны и зависят от выполняемой операции. Нелинейные блоки содержат нелинейные цепи, сформированные с помощью полупроводниковых диодов.

Б локи умножения, деления и извлечения корня построены по принципу время-импульсного преобразования сигналов. Принцип действия блока умножения, представлен на рис. 4.42. Входной сигнал постоянного тока, представляющий один из сомножителей, поступает через фильтр низких частот, образованный элементами R1, C1 на операционный усилитель D1. Выходной сигнал усилителя подается на вход широтно-импульсного преобразователя, выходной сигнал которого управляет ключами К1 и К2. С помощью ключа К1 преобразователь охватывается глубокой отрицательной обратной связью. При этом скважность коммутации ключей К1 и К2 будет пропорциональна сигналу, поданному на вход1. Ключ К2 модулирует по амплитуде сигнал, поданный на вход 2. Поэтому среднее значение напряжения на входе фильтра, образованного элементами R3, R4, C2 оказывается пропорциональным произведению сигналов, поданных на вход 1 и вход 2. С помощью активного фильтра-усилителя это напряжение сглаживается и преобразуется в выходной сигнал.

Логические операции выполняются с помощью диодов, реле, транзисторных ключей.

Гальваническое разделение входных и выходных цепей в системе выполняется с использованием трансформатора. Для этого операционный усилитель выполняется с дополнительной обмоткой, выходной сигнал которой детектируется. Другим способом, обладающим более высокой линейностью, является использование принципа “ модуляция-демодуляция”.