Диодный элемент
Диодный элемент (ДЭ) содержит два переменных резистора RP1 и RP2, включенных по схеме потенциометра и диод VD. На один из входов RP1 подается входное напряжение Uвх, а на второй его вход – постоянное и обратное по знаку опорное напряжение Uоп. Выходное напряжение снимается с движка RP2.
Характеристика ДЭ имеет вид
В
еличина
U0
и k
определяется параметрами схемы, для
которой справедливы следующие соотношения
При совместном преобразовании уравнений получим
И
з
сравнения выражений для Uвых
следует,
что
Из приведенных выше выражений видно, что напряжение U0, определяющее точку излома характеристики, регулируется движком потенциометра RP1, а угол наклона – движком RP2. При этом , если r1=0 и r=R, получим, что U0 min=Uд и kmax=1.
В АВК-31 прямое падение напряжения на диодах равно 0,5 – 1,0 В.
С помощью указанных схем ДЭ можно реализовать практически все нелинейные зависимости.
Моделирование нелинейностей произвольного вида
Воспроизведение нелинейностей произвольного вида производится методом кусочно-линейной аппроксимации.
ВОПРОС №5.
Моделирование типовых нелинейных зависимостей
При исследовании систем электропривода часто возникает необходимость в реализации типичных нелинейных характеристик, связанных со скачкообразным изменением коэффициента передачи отдельных ОУ при том или ином значении входной или выходной величины. К такому изменению коэффициента передачи обычно приводит наличие в реальных системах автоматического регулирования элементов, обладающих характеристиками типа зоны нечувствительности, ограничения, релейные характеристики, люфта, гистерезиса и т.д.
В АВК-31 имеется 16 ДЭ, 4 – в блоке логических элементов, 12 – в блоке управления. В машине ДЭ собраны по такой схеме:
При обратном смещении диоды VD1 и VD2 запираются и ток утечки через VD3 замыкается на землю. Таким образом этот диод снижает влияние тока утечки на входные цепи и цепи обратной связи ОУ.
Имеются два вида ДЭ: для положительных входных напряжений и для отрицательных. Вход диода (зеленый) используется для подачи напряжений от ДТН через потенциометры а выход (желтый) подключается ко входным цепям ОУ или цепям обратной связи. Менять вход и выход нельзя.
Настройка диодного элемента
ДЭ часто используются совместно с потенциометрами. Прежде всего необходимо знать напряжения, при которых должны отпираться диоды. Например необходимо настроить два ДЭ на напряжение ±3,5 В.
Потенциометр с одной стороны подключается к источнику нерегулируемого напряжения +10 В, с другой – к ДТН, на котором выставляется требуемое опорное напряжение -3,5 В. Вначале необходимо убедиться, что диод исправен. Для этого вращают ручку потенциометра и контролируют выход диода по вольтметру на шкале 10 В
Должно появиться напряжение. После чего, вращая ручку потенциометра в противоположном направлении закрывают диод (напряжение равно нулю). Устанавливают шкалу вольтметра на диапазон 1 В (повышают чувствительность прибора). Медленно вращая ручку потенциометра определяют момент открытия диода. При этом стрелка вольтметра должна слегка отклониться от нулевого положения.
Потенциометр и диод готовы к включению их в схему операционного блока.
При настройке диода другой полярности с ДТН подается +3,5 В, а с другого стороны на потенциометр подключается -10 В нерегулируемого источника
ВОПРОС №6.