Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Измайлов А.Ф. Аналоговые вычислительные машины и их применение в ВМФ учебное пособие с элементами программированного обучения

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
6.76 Mб
Скачать

плитуде напряжения [UK (Т)]^ {00 ё • Работа нелинейных блоков в этих условиях характеризуется относительной погрешностью приблизительно 0,1#. Эти ФП следует применять тогда, когда нужно получить наибольшую точ­ ность результата, а процесс развивается достаточно медленно.

При увеличении частот погрешность резко возраста­ ет, однако методы подготовки уравнений к решению на АВМ (гл . Ш) позволяют управлять частотами процесса, приводя их в допустимые пределы.

Задание 7 . На электромеханическом ФП набрана

функция <f(X )= sin X ;

-

Изменение

Х (Т ) характеризуется графиком

(рис.

7 .2 5 ). Постро­

ить график выходного

сигнала.

 

 

68

I

Решение представлено на рис. 2 .26.

Функциональные преобразователи второго типа, навива­ ешь электронными ФП, выполнены, как правило, по схе­ ме рис. 2.27: в цепи отрицательной обратной связи

69

операционного усилителя включено активное сопротивление,

а на входе

в параллель - различные двухполюсники

 

(А,В,С).

Напряжение U‘ (Т) изображает аргумент

функ­

ции f [ X ( 7 ) J .

 

 

 

 

Рис.

2.27

 

 

Выходное

напряжение блока образуется как сумма

 

 

 

ибы х~ иА +и& + ис

7

 

 

где UA

,(JB

,U C

- выходные напряжения, соответству­

ющие входным цепям

А , 3

и С

. Зависимости UA (

,

С/в ((/х ) ,

С/с (С/х )

будем называть характеристиками

входов

А

,

В и

С .

'

 

 

 

Моделирование заданной функции осуществляется мето­

дом кусочно-линейной аппроксимации

(рис.2 .2 8 ), т .е .

путем замены плавной кривой линией,

составленной из

отрезков прямых. Каждый отрезок

- сумма определенных

характеристик.

 

 

 

 

 

Основные входные цепи электронного ФП выполнены по

схеме

(рис.2 .2 9 ),

которая

может иметь несколько

моди-

фикаций. Подобные входные цепи принято называть диод­ ными ячейками.

70

f

и,

 

К делители R, R2

подведены напряжения

UK и

U = c o n st . Когда диод

закрыт,

потенциал катода ра­

вен

нулю: вход усилителя "квазизаземлен". Поэтому лю­

бое

положительное напряжение Ua

на аноде

откроет

 

 

 

 

71

диод.

Соотношение Ua ^ O

выполняется при условии

 

Ct 5* - U

г

 

on

(2 .20)

 

 

Вывод формулы (2.20) произведите самостоятельно,

исходя

из равенств:

 

1= Ux-CJoa

r , + r2

при выводе не учитывайте влияние нагрузки делителя

Rf R2

 

:

она совершенно не влияет

на момент открытия

диода.

 

 

 

 

 

Опорное

напряжение фиксировано,

поэтому величина

Ux

,

открывавшая диод,

определяется соотношением

р

,

а

практически -

положением движка делителя.

-рГ-

'Когда диод открыт, преобразователь работает в ре­ жиме линейного операционного блока умножения, и коэф­ фициент передачи блока зависит главным образом от соот­ ношений

.

 

^ОС

 

 

 

Величина сопротивления

Rfl

открытого

диода на

этот коэффициент почти

не

влияет,

так

как

обычно

^

0.05.

 

 

 

Характеристика рассматриваемой схемы для случая

представлена на рис. 2.JJ0.

Левее

точки

излома, опреде­

ляемой соотношением

 

, диод закрыт, и характери­

стика ячейки совпадает с осьп абсцисс

; правее ^ накло­

нение к ней под углом

cL

, зависящим от

#*+ Rз

Ro.c

 

 

 

 

и

pg

. Наклонные участки всех этих характеристик

Ч,

Сг > С,> 0

и.

Рис. 2 . x

проходит только во П квадранте.

Дополнив рассмотренную схему инвертором (рис.2 .3 1 ), получаем аналогичное семейство характеристик.

Если диод в этих схемах включить иначе, можно по­ лучить еще два семейства (рис.2.32 и 2 .33).

ФП, выпускаемые отечественной проммленностью,

имеют по

12-18 диодных ячеек и предусматривается воз­

можность

переключения каждой дледиой ячейки согласно

схемам (рис.

2 .30 -2 .33).

 

Помимо этого, на входе фп включены цепочки

вКХ *

(рис. 2.34)

и 9Г (О) 9 (рис. 2 .35), состоящие из

потен­

циометра и активного сопротивления. Характеристики этих цепочек приведены на рис. 2.36 ж 2.37. Угол наклона характеристики " К Х " или ординаты характеристик„ Г ( 0 ) * зависит от положения движка потенциометра и соотношения

7 3

Р И С . 2 .3 2

74

Рис

R q.c

* a c

 

 

 

 

D

И

D

 

 

 

 

K KX

 

кГ<о)

 

 

 

 

Для того, чтобы входное сопротивление ФП было отно­

сительно

большим,

а влияние

различных причин, вызываю­

щих погрешности (см. §6 гл. П), практически не ощуща­

лось, величины входных сопротивлений и

Roc

ограничи­

вают пределами

 

 

 

 

0,0 1 £

 

{Ном

0 0 1 ^ R O C^ 1 Мом

 

что в свою очередь ограничивает верхний предел углов

наклона характеристик

 

 

 

 

 

* м а к с ~

Ю *

 

 

Потенциометры

{ R3 R it

) позволяют получить мини­

мальное

значение

угла cL = 0 .

 

 

Диодные ячейки могут быть построены

также

на осно­

ве полупроводниковых диодов. Но

у них величина

обрат­

ного сопротивления соизмерима с

величинами Rgx

и Ro c .

'Применяя

специальные способы включения этих диодов

[ I ] »

приходят к характеристикам аналогичного вида.

Принцип осуществления кусочно-линейной аппроксима­

ции и одновременно

последовательность настройки $П на

Заработку

заданной

функции <Р(Х) рассмотрим на кон­

кретном примере. Предположим, что ФП имеет четыре диод-

Вне ячейки: Д Я ,

; ДЯ2 ;

ДЯ3 ;

Дйч , цепочки

" КХ "

В 9 ГСО)* (рис.

2.38) и

 

 

 

f ( X ) = 0 }2 + s i n X r' - f - Л Х & ~ -

 

Заменим плавную кривую

ф>(Х)

(рис. 2.39)

кусочно­

ломаной. Составим ее из отдельных отрезков. Их число еоределяется заданной точностью аппроксимации и не может

76

и,

Рис. 2.37

77

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ