книги из ГПНТБ / Аналоговые запоминающие и адаптивные элементы
..pdfДля мостовых и дифференциальных схем на двух |
ТКЭ-триодах |
||||||
схемная чувствительность (как она определена выше) не |
имеет |
||||||
смысла, даже при идентичных характеристиках RC4 |
= f(qy) |
трио |
|||||
дов. Выражение для чувствительности элемента |
можно |
здесь |
|||||
записать так: |
|
|
|
|
|
||
|
для |
мостовой схемы (рис. 9-6,а) |
|
|
|
||
О |
, ^~ |
S-ll (2#СЧ2 + Rll) 4- ^12 (2#СЧ1 ~Ь Rn) • |
|
|
(9-8) |
||
|
|
|
(RC41 + RC42 + R*V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для |
дифференциальной схемы |
аналогично |
|
|
||
5 Э - |
и2. |
~ |
5 Т 1 |
|
|
|
(9-9) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
Rc 41 + О |
^СЧ2 |
|
|
|
где |
ST 1 |
и ST 2 — чувствительности |
ТКЭ-триодов. |
|
|
||
|
Мостовые |
схемы на КРЭ-триодах могут |
осуществляться как |
||||
с одним, так и с двумя триодами. При применении одного |
трио |
||||||
да |
возможны |
четыре варианта |
мостовых |
схем в |
соответствии |
||
с тем, питается ли цепь считывания током |
или напряжением и |
||||||
как расположены переменные плечи моста в схеме относительно
нагрузки. Дифференциальные |
схемы |
по |
формам амплитудной |
|||
характеристики не |
отличаются от мостовых. Выражение для |
|||||
амплитудной |
характеристики |
мостовых |
и дифференциальных |
|||
схем имеет вид: |
|
|
|
|
||
|
|
|
Rc-ч |
|
|
|
I н — Л: ч о |
R, |
|
|
(9-10) |
||
R, |
Ra |
|
||||
|
|
|
|
|||
Схемная чувствительность |
|
|
|
|||
|
|
2а + Ъ— 2Ь Rc |
|
Rc |
|
|
|
Ro |
|
|
(9-11) |
||
|
|
Ra |
0 - х |
|
||
|
|
|
|
|||
|
|
a + |
b- Reсч.макс |
|
|
|
Абсолютная |
нелинейность |
|
|
|
||
N |
0,2 |
при |
а / 6 > 1, |
|
|
(9-12) |
|
|
|
||||
|
+ 0,15 |
|
|
|
|
|
|
Выражения для коэффициентов a, |
b и тока считывания для |
||||
различных вариантов мостовых и дифференциальных схем на КРЭ-триодах даны в табл. 9-3 (Здесь k=Ri/RC4MaKC.)
232
Рис. |
9-4. Характеристики управления |
элемента с |
ТКЭ-триодом |
|||
(без |
учета |
гистерезиса) |
(а, в) |
и с КРЭ-триодом |
(б, г) |
|
(а и |
б — считывание |
заданным |
током, |
в и г — |
считывание |
|
заданным |
напряжением). |
|
|
|
||
233
|
|
|
|
Таблица |
9-3 |
|
|
|
Параметры |
|
|
Тип схемы |
№ рис. |
а |
b |
^040 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
С |
одним |
Считыва |
9-5,а |
|
|
1 |
/_ |
|
|
|
+ 0 + |
k |
||||||
|
триодом |
ние |
током |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
+ |
£ + 1 |
|
|
Мосто |
|
|
|
|
9-5,0- |
- £ - ( 2 f t + l H - 2 |
0 |
/_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вые |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Считыва |
9 - 5,в |
2n + |
k |
2 |
|
|
|
|
|
ние |
напря |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
жением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9-5,г |
k(n+\)+n |
«4-2fe |
(/_ |
|
|
|
|
|
|
k |
•^сч.макс |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Считыва |
9-5 ,д |
2 n + 1 |
0 |
|
||
|
С |
двумя |
ние |
током |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
триода |
Считыва |
|
n |
|
2 |
|
||
|
ми |
|
ние |
напря |
9-5,* |
|
|
||
|
|
|
жением |
|
|
|
|
|
|
Диффе |
С |
одним |
Считыва |
— |
n |
|
1 |
|
|
ренциаль |
триодом |
ние |
напря |
|
^сч.макс |
||||
ные |
|
|
жением |
|
|
|
|
||
9-2. |
Схемы АЗЭ |
и АЭ на основе твердофазных триодов и диодов |
В |
настоящее |
время известно большое количество вариантов |
схем с такими элементами, отличающихся способами управле
ния и считывания в зависимости от |
конкретного |
применения |
|||
в устройствах |
автоматического контроля |
и управления, в само |
|||
обучающихся |
и самонастраивающихся |
системах, в системах по |
|||
иска, оптимизаторах, классификаторах |
и др. Ограничимся здесь |
||||
типичными конкретными примерами. |
|
|
|
|
|
Мостовая |
схема рис. 9-6,а по форме |
характеристики управ |
|||
ления дает наилучшие результаты среди |
остальных |
схем с од |
|||
ним триодом. Конденсатор С позволяет |
уравновесить |
мост при |
|||
Яз = Ясч; цепь |
управления симметрирована двумя |
добавочными |
|||
234
эх. |
I.Rn Rc |
1 |
т |
||
|
|
Rorp |
|
|
I? |
эх . |
|
|
ЗХ/ F |
э х . |
H R „ - R C
эх.
Д)
" э х ! / " 1 |
эх'; |
б)
R 0 R C 4
, |
Л—1—i |
3 X 7 |
эх |
ЭХ. K0 KC4 |
ЭХ, |
эх, Й 1 |
ЭХ, Rn Rc |
|
e) |
/>uc. |
9-5. Варианты |
мостовых |
схем включения |
цепей |
считывания с КРЭ-трио- |
|
дами |
(а, б, д — с |
питанием |
от источника тока, |
в, г, |
е — от источника |
напря |
жения). |
|
|
|
|
|
|
235
Рис. 9-6. |
Схемы |
аналоговых |
запоминающих |
и адаптивных |
элементов |
|
на |
основе |
ТКЭ-триодов {Л. |
24]]. |
|
|
|
а — мостовая схема |
с одним триодом; б — то же |
|
|
|||
с |
двумя |
триодами. |
|
|
|
|
резисторами #Д О б1 и RROb2- Резисторы R5 |
и Re предохраняют |
три |
од от перенапряжений. Мостовая схема |
с двумя ТКЭ-триодами |
|
и двумя трансформаторами (рис. 9-6,6") |
дает возможность |
раз |
вязать цепи управления и считывания. Эта схема и без компен сации реактивной составляющей дает неплохие результаты, хотя уровень выходного сигнала получается несколько меньшим. Цепь управления здесь также симметрирована. В качестве огра ничителей применены два транзистора, включенные по диодной схеме. Подбором типа транзистора и введением второго доба
вочного резистора |
между ограничителем и |
триодами |
можно |
||||
в широких пределах варьировать напряжение ограничения. |
|||||||
На рис. 9-7 приведены две конкретные схемы с |
КРЭ-триода- |
||||||
ми. |
Схема с непосредственным |
преобразованием |
(рис. |
9-7,а) |
|||
дает практически линейную характеристику при Rn^10Ry. |
Кон |
||||||
денсатор С предотвращает перенос металла |
между электрода |
||||||
ми управления и считывания. |
|
|
|
|
|||
На рис. 9-7,6 приведена мостовая схема, которая дает линей |
|||||||
ную |
характеристику |
вход — выход. Входная |
цепь |
элемента по |
|||
цепи |
управления |
характеризуется |
коэффициентом |
передачи |
|||
^ j |
Ry |
|
|
|
|
|
|
|
R% + Rt + |
Ry |
|
|
|
|
|
который всегда меньше единицы. Включением двух конденсато ров С" (вместо С) можно добиться х, равного единице.
Сигнал в цепи управления в данном случае предполагается ограниченным сверху.
2 3 6
0 |
RAO6I |
Rflp62 |
|
|
|
|
|
<3> |
I — |
|
* |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
0 |
U, |
К |
6 |
.' |
0 |
|
|
U c 4 |
Ф |
|
Д° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. |
9-7. |
Схемы |
аналоговых |
запоминающих |
и |
адаптивных |
элементов |
на основе |
КРЭ-триодов [Л. |
241]. |
|
|
|
||
а — схема |
с непосредственным |
преобразованием, |
б — мостовая |
схема. |
|||
а) |
Адаптивные |
пороговые |
элементы |
|
|
|
|
На |
рис. |
9-8 |
приведена |
схема макета |
обучающегося порогового |
||
элемента, построенного с использованием ТКЭ-триодов [Л. 208].
Ввод входного вектора X(Xit |
..., |
Xm) |
осуществляется |
замыка |
||||
нием переключателей |
/ 7 i _ i , |
..., П^.1Ъ. |
Одно из положений |
каждо |
||||
го из |
этих переключателей |
принималось |
за + 1 , |
противополож |
||||
н о е — з а — 1 . Направление изменения |
(увеличения |
или уменьше |
||||||
ния) |
сопротивления считывания триода определяется положением |
|||||||
переключателя Яг и |
соответствующих |
данному |
триоду пере |
|||||
ключателей l7i-i, ..., fli-ie. |
В |
зависимости от |
соотношения |
|||||
значений выходных сопротивлений |
/?г-ь |
• •., Rz-ie |
фазы |
сигналов |
||||
от каждой ячейки при суммировании различаются на 180° или при равенстве этих сопротивлений равны нулю.
Суммирование |
сигналов |
от ячеек |
осуществляется резистив- |
|
ным |
сумматором |
на транзисторе 7V |
Значения сопротивлений |
|
^?з-ь |
• • -, Яз-16 определяют |
ошибку |
при суммировании сигна |
|
лов от шестнадцати параллельно включенных ячеек. После уси ления сигнал через трансформатор Тр2 поступает на фазочувствительный каскад, собранный на транзисторе Т3 и четырех дио дах. На выходе устройства имеется бесконтактное реле, выпол ненное на транзисторах Т^—Тт. Уставка порога срабатывания этого реле осуществляется при помощи резисторов Ri и R$. Сиг нальные лампы JIi и Л2 служат для индикации состояния реле.
Обучение проводилось для постоянного порога, который был установлен равным +2 5 и —25 условным единицам (по показа ниям микроамперметра, включенного на входе транзисторного реле) для желаемых сигналов на выходе схемы + 1 и — 1 соот-
237
ветственно. Ошибка считалась равной нулю при превышении порогового уровня требуемого знака. При превышении порого вого уровня знака, противоположного требуемому, ошибка при нималась равной 2. В начале обучения все весовые коэффициен ты устанавливались равными нулю и при первом показе ошибка была равна единице. Затем схема переключателем Я 2 доводи лась до требуемого состояния, при котором ошибка становилась равной нулю. При последующих показах процедура считывания
R2 l
I |
2 3 4 |
5 N |
б)
238
ошибки и настройки повторялась. Входные векторы в пределах цикла набирались переключателями Я и , . . . , /7i-i6 в случайном порядке. В конце каждого итерационного цикла обучения вы числялась сумма квадратов ошибок для т входных векторов
16
S £ ,- — |
S I S ° i x i |
Х о |
|
/=1 |
\=\ \1=\ |
|
|
|
I |
I — Г |
—0 |
|
-Юв |
1 ткзт
Рис. 9-9. Схемы усилителей |
с регулируемым |
коэффициентом |
усиления. |
||
а — усилитель |
переменного |
тока |
на транзисторах; |
|
|
б —< магнитный |
усилитель-сумматор. |
|
|
||
2 3 9
Значение XQ выбирается из условия обеспечения функциональ ной устойчивости обучаемого элемента. В данном случае оно бы ло принято равным 30 условным единицам.
На рис. 9-7,6 построены кривые обучения для двух наборов входных векторов. Число итерационных циклов обучения для
пяти входных векторов |
для |
описанной |
схемы |
составляло N = |
||
= 3 ^ 6 . |
|
|
|
|
|
|
б) |
Усилители |
с управляемыми |
коэффициентами |
усиления |
||
На |
рис. 9-9,а приведена |
принципиальная схема |
двухкаскадного |
|||
усилителя с |
резисторно-конденсаторной |
связью |
[Л. 209]. Усили |
|||
тель выполнен на двух транзисторах, включенных по схеме с об щим эмиттером. К коллектору транзистора первого каскада 7"i через разделительный конденсатор подключен делитель на пряжения, состоящий из резистора и резистивиого электрода ТКЭ-триода. Точка съема напряжения этого делителя подклю чена через второй разделительный конденсатор к базе транзи стора Г2 . Конденсаторы включены для развязки цепи считыва ния ТКЭ-триода по постоянному току. Управляющий сигнал по дается через ограничивающий резистор R на управляющий элек трод. Значения сопротивлений в схеме выбирается таким, чтобы падение напряжения на электроде считывания ТКЭ-триода не превышало 100 мв.
Усилитель имеет следующие технические характеристики:
Входные |
сигналы |
(диапазоны): |
|
по току, мка |
|
1—20 |
|
по напряжению, мв |
1—10 |
||
Частота, |
гц |
|
50—20 000 |
Диапазон |
изменения коэффициента усиле |
||
ния для |
частоты, 1 кгц (при |
изменении |
|
сопротивления |
электрода |
считывания |
|
ТКЭ-триода от 2 до 200 ом): |
|
||
по току |
|
1—70 |
|
по напряжению |
|
5—250 |
|
На рис. 9-9,6 приведена принципиальная схема магнитного усилителя с выпрямлением четных гармоник напряжения нели нейным сопротивлением с симметричной вольт-амперной ха рактеристикой [Л. 209]. Управление коэффициентом усиления осуществляется при помощи ТКЭ-триода, включенного в цепь дополнительной обмотки. Амплитуда импульсов напряжения в выходной обмотке усилителя уменьшается в зависимости от значения сопротивления резистивного электрода триода. Обес печение допустимой амплитуды напряжения в цепи считывания достигается выбором числа витков дополнительной обмотки.
240
При наличии |
нескольких |
входных |
обмоток |
одновременно |
|||
с операцией |
умножения |
входных |
сигналов на |
управляемый |
|||
коэффициент |
усиления ky |
можно осуществлять их суммирование. |
|||||
Т е х н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и у с и л и т е л я |
|||||||
Диапазон |
входных токов, |
мка |
|
|
1—25 |
||
Диапазон изменения коэффициента усиления по то |
|
||||||
ку |
(при |
изменении |
сопротивления |
резистивного |
|
||
электрода ТКЭ-триода от I до 100 ом) |
2—30 |
||||||
Частота питающего |
напряжения, |
кгц |
|
1 |
|||
На рис. 9-10 представлена схема звена с переменным коэф фициентом передачи для систем автоматического управления, состоящего из транзисторного модулятора, элемента с перемен ным коэффициентом передачи на основе ТКЭ-триода, усилителя переменного тока и демодулятора [Л. 242].
Рис. 9-10. Схема звена |
с |
переменным |
коэффициентом |
передачи |
для систем управления |
(на |
основе |
ТКЭ-триода). |
|
241