Файл: Семененко В.А. Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах учеб. пособие для студентов всех специальностей.pdf

в котором второе слагаемое правой части определяет погрешность мас­ штабного усилителя, вызванную дрейфом «нуля».

Более существенное влияние на точность выполнения операции ока­ зывает дрейф «нуля» в случае интегратора. Напряжение ошибки на вы­

Таким образом, напряжение, вызванное дрейфом «нуля», интегриру­ ется во времени, чхо может привести при большом времени интегрирова­ ния к появлению на выходе интегратора напряжения ошибки значитель­ ной величины. Основные способы уменьшения дрейфа «нуля»' рассматри­ ваются в § 2—6.

На погрешность в работе интеграторов оказывает также влияние нали­ чие утечки конденсатора в цепи обратной связи. Утечку в конденсаторе можно учесть включением параллельно емкости С некоторого сопротивле­

______ aC____

II

квиду, представленному на рис. 1—17. Наличие утечки как бы приводит

кобразованию в интеграторе дополнительного входа, на который посту­ пает напряжение £/вых> которое вновь интегрируется, создавая на выходе

32

Относительная погрешность при этом равна

\

йч/п [ -C Z -D -1

Ріис. 1— 17. К определению погрешности интегра-

'тора с конденсатором, имеющим конечное значе­

ние сопротивления утечки

При выборе конденсаторов, включаемых в цепь обратной связи интег­ ратора, - следует использовать конденсаторы, обладающие наименьшей утечкой, например полистироловые или стирофлексовые конденсаторы.

§2—6. Характеристики УПТ решающих элементов

К характеристикам усилителей 'Постоянного тока, приме­ няемых для построения решающих элементов АВМ, предъ­ является ряд требований.

Как уже отмечалось ранее, коэффициент усиления УПТ для обеспечения необходимой точности выполнения операции должен быть достаточно большим, чем одновременно дости­ гается практически полная независимость работы решающего элемента от изменения параметров усилителя.

•Наряду с высоким коэффициентом усиления, УПТ дол­ жен иметь широкую полосу пропускания. Требование высоко­ го коэффициента усиления и широкой полосы пропускания находится в противоречии с требованием обеспечения устой­

обеспечивающие требуемую устойчивость, а также обращают особое внимание на качество монтажа, взаимное расположе­ ние деталей и т. п.

Решающие усилители АВМ строятся по несимметричной схеме с одной общей для всех усилителей точкой (землей). Это позволяет осуществлять соединение элементов АВМ одним проводом, что существенно облегчает набор задачи.

Число каскадов усилителя выбирается нечетным. В этом случае усилитель измеңяет знак усиливаемого сигнала, что обеспечивает простоту осуществления отрицательной обрат-

Допустим, что напряжение накала увеличилось. При этом увеличива­ ются анодные токи обеих ламп: Л2 и Л1. Увеличение анодного тока лампы

При определенном сочетании параметров схемы может быть обеспечена практическая неизменность анодного тока лампы ЛІ (а значит и выход­ ного напряжения) при изменении напряжения накала в определенных пределах. Можно показать, что при полной идентичности характеристик

изменении характеристик ламп) вызванном, например, их старением, усло­ вия стабилизации нарушаются.

Значительно лучшие результаты получаются при применении автома­ тической стабилизации нулевого уровня, которая заключается в том, что черед УПТ ставится дополнительный усилитель Уь принципиально не обладающий дрейфом, с коэффициентом усиления Кі (рис. 1—19).

Рис. 1—19. Скелетная схема решающего усилителя с после­ довательным включением вспомогательного усилителя Уі

не обладающего дрейфом нуля

В этом случае дрейф на выходе всей схемы становится в Кі раз меньше. Покажем это. Допустим, что (Увх =0. Тогда в отсутствии дополнительного усилителя для входной точки а справедливо:

Из уравнений (1—25) и (1—26) находим величину дрейфа на выходе в отсутствии усилителя y t:

т. e. применение дополнительного бездрейфового усилителя с коэффици­

менного трка. Сигнал перед подачей на его вход преобразуется в пере­ менный путем модуляции, а на выходе ставится демодулятор, который восстанавливает форму входного сигнала. Из существующих модуляторов нанлучшнм с точки зрения собственного дрейфа является электромехани­ ческий вибратор, прерывающий входную цепь усилителя и преобразующий тем самым входной сигнал в импульсы, усиливаемые далее усилителем переменного тока. Однако последовательное включение такого усилителя по схеме рис. 1—19 не всегда является рациональным, поскольку одно­ временно с уменьшением дрейфа нуля это приводит к сужению полосы пропускания вследствие относительно низкого частотного предела, ха­ рактерного для электромеханического вибратора.

Для преодоления этого недостатка используется параллельная схема включения дополнительного усилителя (рис. 1—20). На низких частотах, соответствующих частотам, с которыми происходит дрейф нулевого уров-

Rz

Рис. 1—20. Скелетная схема решающего усилителя с параллельным вклю­ чением вспомогательного усилителя Уі

36

ня, данная схема эквивалентна ранее рассмотренной (рис. 1—г-19), т. е. входной сигнал проходит в ней последовательно через усилители У] и У0 благодаря чему дрейф уменьшается в Кі раз. При частотах, лежащих за пределами полосы пропускания дополнительного усилителя, как бы раз­ мыкается цепь, образованная этим усилителем, и совершается переход к обычной схеме. Этим устраняется недостаток схемы рис. 1—19 и обеспе­ чивается возможность работы при сравнительно широком диапазоне частот входных сигналов.

§ 2—7. Реализация некоторых типовых звеньев систем автоматического регулирования

на линейных решающих элементах

В рассмотренных ранее схемах интегратора, сумматора, инвертора и т. д. в цепь обратной связи .и входную цепь усилителя включен лишь один элемент (сопротивление или конденсатор). .Вместе с тем возможно включение в эти цепи более сложных двухполюсников с различными вариантами соединений сопротивлений и конденсаторов. Выходное напря­

мощью одного решающего усилителя реализовать выполнение комбиниро­ ванных линейных операций.

В более общем случае на входе и в обратной связи усилителя могут быть включены пассивные четырехполюсники 1 и 2, как показано на рис. 1—21а. Так как вход «а» решающего усилителя «потенциально зазем­

зить с помощью сопротивлений короткого замыкания Z ik(p) и Zj*(p) в виде:

Рис. 1—21. К вопросу реализации комбинированных линейных операций на решающем усилителе:

'37