5. Балансовая схема суммирования с масштабированием

Схема становится балансной при добавлении дополнительного входа Этот вход добавляется к той половине усилителя, суммарный коэффициент усиления которой меньше.

При этом уравнение баланса:

6. Решение систем уравнений с помощью суммирующих схем

Использование в схемах управления, где необходимо формировать непрерывное решение.

Задается масштаб (#0,1 В = 1)

Выразить X через Y и Y через X.

Положительные числа – на неинвертирующий вход, а отрицательные – на инвертирующий.

Один усилитель для Х, второй – для Y.

7. Схема пропорционального регулирования

1. Напряжение обратной связи

– указывает направление (полярность) и скорость (амплитуда) вращения мотора.

2. Сумматор – сравнивает с отслеживаемым напряжением и формирует напряжение ошибки

3. Усилитель тока (сервоусилитель) – обеспечивает напряжение питания двигателя при достаточном токе.

4. Двигатель – реверсивный, постоянного тока, с постоянным магнитом.

5. Сигнал, пропорциональный действительной скорости двигателя – вырабатывается тахометрическим датчиком с валом двигателя.

8. Схема смесителя сигналов

9. Схема интегрирования

Результат – сумма напряжений за некоторое время.

Ток через конденсатор:

Но

10. Реальный интегратор

– ступенчатые функции => наклонный выходной сигнал.

Уменьшение ошибки

1. Использовать ОУ с низким ;

2. Периодически сбрасывать интегратор (разряжать C);

3. Шунтировать C сопротивлением (на НЧ вместо .

Уменьшение ошибки

1. ОУ со входом на ПТ;

2. Подключение между неинвертирующим входом и землей ;

3. Симметрия входов .

11. Частотная характеристика интегратора

Первая граничная частота: , А – коэффициент усиления ОУ без обратной связи.

Частота среза: ,

При компенсации: ,

Полоса частот, в которой возможно интегрирование: .

12. Схемы ограничения

Ограничение напряжения на выходе ОУ на уровне меньшем, чем максимально возможное

# предотвратить насыщение ОУ.

Два соединенных встречно стабилитрона => ограничено величиной:

.

, стабилитрон проводит ток,

НО! Утечка может быть слишком большой для прецизионных схем.

13. Мостовая схема ограничения

Маломощные диоды с малыми токами утечки + стабилитроны.

Диоды включены встречно => ток не идет, пока не будет превышено . Иначе – диоды проводят ток, подключая к схеме стабилитрон и уменьшая .

Если превышает , проводят ток D₁ и D₃, иначе ток идет через D₂ и D₄.

14. Схема дифференцирования

Выходное напряжение пропорционально скорости изменения входного. Пропускает только переменную составляющую , а увеличивается при увеличении скорости изменения .

Но

15. Нескорректированный дифференциатор

• Уменьшение реактивного сопротивления X_C c увеличением приводит к тому, что схема имеет высокий по отношению к ВЧ-составляющим на входе (+шум!), даже если их частота лежит выше полосы частот полезного сигнала.

• Тенденция к потере устойчивости в той области частот, где АЧХ дифференциатора с подъемом 6 дб/окт.

• АЧХ разомкнутого контура ОС имеет в некоторой части диапазона спад 12дб/окт => возможно самовозбуждение.