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:
39
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
6.76 Mб
Скачать

за I - 2 часа до начала реяення задачи на АВМ. За этот период обычно производится набор уравнения и другие подготовительные операции.

После прогрева следует произвести проверку и уста­ новку "нулей” операционных усилителей, если в АВМ предусыотрен такой рехни. Проверка сводится к измерению выходного напряхения работающего усилителя при отсут­ ствии входного сигнала, установка - к регулировке со­

противления R'2t

(рис. 2.51)

по условию

Чых - °-

В АВМ

находят

применение многие другие

схемы

опе­

рационных

усилителей [ l 5 2]

. Некоторые

из них

не

предусматривают установку "нуля" и дахе питаются от промышленной электросети. Несмотря на это, их дрейф весьма мая.

§ 6. Погрешности операционных блоков

При описании работы всех операционных блоков (§ 3 гл. П) было принято, что усилитель обладает бес­

конечно большим коэффициентом усиления, сеточный ток входного каскада пренебрехимо мал, изоляция всех це­ пей идеальна, а "дрейф нуля" отсутствует. Уточним те­ перь степень влияния перечисленных факторов на точность умнохения, суммирования и интегрирования, моделируемых операционным блоком.

Работа блока (рис. 2.60)

с учетом наблюдаемых в

действительности

к ф ° о $

h

 

описывает-

ся системой уравнений

* °

 

 

# * Г

* ft,

? г ёхг

RёХ2

гё*з

R&,

 

 

 

 

 

 

><3

 

^ёХ/* гёхг* 2ёх$

г0.С + г у

 

 

108

( C/I t e r '> k - Ut *

 

(2.32)

 

 

 

 

гл Г

Uбы* +

 

 

 

 

 

 

 

Объединяя эти равенства и разреиая относительно

напряжения UiblK

для случая

N

входов, получаем

t=i

и( н Т Г * * и«*йизр + * и* ’

(2 .33)

лбХг

 

 

(2 .34)

- погрешность, обусловленная конечным значением коэффициента усиления усилителя $

109

км а к с

(2.35)

- погрешность от дрейфа нуля усилителя

л и у ~

V

(2.36)

- погрешность из-за

влияния

сеточного тока входно­

го каскада.

 

 

Погрешности a UK и

л U^p

существенно зависят

от величины установленного суммарного коэффициента пе­ редачи. Чтобы они находились в допустимых пределах,

его ограничивает. Для блоков,

в усилителях которых при­

менена параметрическая компенегция дрейфа нуля,

^москс^ 5 0 7

(2.37)

а в случае иеиельзавания автоматической стабилизацией нулевого уронил

(2 .38)

Погрешность л Uy токе зависит от коэффициента передачи блока. Сравнивая ее с полезным сигналом, полу­ чаем зависимость

R,

У

J*£L

 

о.с

i-<

Rb i

(2.39)

 

Отсюда следует, что относительный рост погрешности наблюдается при увеличении входных сопротивле­

ний, т .е . при уменьшении коэффициентов передачи. Ска­ занное ограничивает никний предел устанавливаемых коэф-

IIС

фициентов передач:

 

 

 

Ьм„н ^ °»01

(2.40)

Погрешность AUg

очень сильно зависит

от вели­

чины ig

- обратного

сеточного тока лампы.

Для опе­

рационных усилителей пригодны только те лампы, для ко­ торых

гр ^ 0,03 мка

Выходное напряжение реального интегрирущего блока

определяется

формулой

 

 

 

N

 

 

и$ы*

1

Ugx.cl? +д UK+ й U0D+ a Uu ,

 

 

 

ЭР

 

 

 

(2 .41)

где величины

д(7к $

; дЦу

имеют смысл,

тождественный предыдущему, но

выражаются формулами:

 

Цёых S

/

 

 

AU =

k

ui /г.с

 

(2 .42)

* иЭР=е9Р+ Ъ

Rfat C J

e9P c / r

(2 .4 3 )

 

 

 

 

 

(2 .44)

Задание I I .

 

Проделайте вывод формул

(2 .41) -

 

 

- (2 .4 4 ).

 

 

I I I

Решение» Работа интегратора описывается системой уравнений (2 .3 2 ), но величина тока обратной связи определяется из соотношения ^

,d 't

Преобразования выполняются аналогично приведенным в § 3 этой главы.

112

Погрешность работы блока существенно зависит от

вреыени интегрирования

‘г

Так как

con st ,

г .=» c o n s t » >3 формул

(2 .43)

и (2 .44)

следует

Л и ~ Ц - 7 .

Это заставляет ограничивать длительность процесса реиения ( 't реш ) задачи на АВМ. Например, для маиинн ИПТ-5, построенной на усилителях УПТ-4,

 

Ъреш ^ КО - 200

сек.

Там, где применены усилители с автоматической ста­

билизацией нуля, величина 'lреи/

допускается больней

(400 - 10000

сек ). Конкретные ее

значения указаны в

описании конкретной АБМ (см. приложение I ) .

Нежелательное свойство накопления ошибок заставля­

ет вводить

более жесткие по

сравнению с блоком ум­

ножения ограничения коэффициентов передач интеграторов!

 

^ м а к с

^

10

-

при катодной

компенсации

 

 

 

 

 

 

дрейфа|

 

 

А-

^ 2 0

-

в случае автоматической ста-

 

м акс

 

 

 

билизации нуля.

 

 

 

 

 

 

Для того,

чтобы

количественно оцевить влияние дрей­

фа и ограниченности

коэффициента усиления на точность

работы схемы набора

уравнения, т .е . на

точность его

майинного

реиения,

собственно операционный усилитель

полагают

идеальным,

но к

входным и выходным сигналам

добавляют величины, которые соответствуют этим погреиностям ( рис. 2 .6 1 ).

И З

(^-суммирующий з/темен/л

Рис. 2.61

Причиной погрешности является также различные утечки тока вследствие несовершенства изоляции. Приво­ дя к изменению величин сопротивлений, они влияют на коэффициенты передачи блоков. Для борьбы с этой погреш­ ностью обычно применяют "изоляцию землей" [ I J . Если условия эксплуатации АВМ соответствуют нормам, влияние этой причины незначительно.

§ 7 . Аппаратура, обеспечивающая работу АВМ

Помимо комплекта счетно-решающих элементов АВМ имеют в первую очередь:

- устройство для задания начальных условий;

-схемы, обеспечивающие пуск АВМ, режим "останов"

ивозврат в исходное положение;

-устройство для измерения выходных напряжений каждого операционного блока;

-измеритель времени;

-цепи для проверки и установки "нулей" операцион­ ных усилителей;

Ш

- схемы защиты и сигнализации.

Вся эта аппаратура компонуется на одном или нес­ кольких пультах управления, где такие находятся тумбле­ ры включения питания и т .п . устройства.

Задание начальных условий производится путем заряд­ ки конденсатора С согласно схеме рис. 2 .62.

I

Переключатель

П устанавливают в положение

" I

",

знак напряжения,

подаваемого на потенциометр RMy

,

и

положение движка определяют так, чтобы выходное напря­ жение блока, измеряемое подключенным вольтметром, со­

ответствовало требуемому.

Потенциометры

RHy

и пере­

ключатели полярности размещены на пульте

управления.

 

Пуск машины осуществляется переводом

переключателя

П

в положение

" 3 ".

В результате входная цепь бло­

ка

замыкается, а

источник

зарядного напряжения

отклю­

чается от конденсатора.

115

Положение 2 «того переключателя соответствует ре­ жиму фиксации решения. Находясь в этой режимеf конден­

сатор С

сохраняет неиэменным заряд, приобретенный к

моменту

разрыва входной цепи, т .е . блок сохраняет не­

изменным выходное напряжение.

 

Синхронное управление переключателями П

всех

операционных блоков производится дистанционно,

с пуль­

т а . Надпись "исходное положение" соответствует

положе­

нию " I ”,

т .е . заданию (восстановлению) начальных усло­

вий, "останов" - положению "2", т .е . "фиксации реше­ ния", "пуск" - положению "3".

Если в наборе участвуют блоки переменных коэффици­ ентов, то сигнал "останов" прекрацает движение щетки потенциометра или каретки, а по сигналу "исходное по­ ложение” щетка (каретка) возвращается на "нулевую"

ламель.

Для измерения и регистрации выходных напряжений операционных блоков применяют стрелочные или же цифропечатащие вольтметры, электронные или шлейфные ос­ циллографы и другую аналогичную аппаратуру. На пульте управления установлен переключатель, позволяющий свя­ зывать нтатные измерительные приборы с выходом любого операционного блока. Подобная связь с выходами потен­ циометрических блоков не предусматривается.

Время ‘Г измеряется с помощью счетчиков импуль­ сов, следующих через строго определенные интервалы

(обычно 0,1} 0,25} 0,50} 1,0} 2,0} 4,0} 8,0 сек ).

По сигналу "останов" счет прекращается и стрелка показывает количество проведших импульсов.

Режим "фиксации решения" позволяет искусственно приостанавливать ("замораживать") процесс, чтобы дать возможность вручную зафиксировать текущее значение ар­

116

гумента и переменных, согласно показаниям остановивше­ гося счетчика импульсов и вольтметра, измерящего по­ стоянное напряхение.

Последующи* пуск АВН обеспечит дальнейшее развштие того хе самого процесса: физическое состояние набранной системы в момент остановки и последущего пуска одинако­ вы, а ее параметры в период "замораживания" не изменя­ ется.

В рехиме "исходное полохение" происходит автомати­ ческое восстановление начальных условий на всех интег­ рирующих блоках. Контроль и компенсация "дрейфа" про­ изводятся в рехиме "проверка 0” ( рис. 2 .6 3 ).

Поскольку входная и зарядная цепи усилителя отклю­ чены, а конденсатор С полностью разряжен, выходное напряжение определяется только дрейфом. Его измеряют вольтметром ж компенсируют при помощи специальных схем. Одна из них, соответствующая схемам УПТ-4 (рис. 2.51)

117

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ