Лекция №20 План лекции

1.Блоки временного запаздывания. Определение, передаточная функция.

2. БВЗ с точным воспроизведением амплитудной частотной характеристики.

Глава III. Блоки временного запаздывания.

3.1. Определение. Передаточная функция и частотные характеристики блока временного запаздывания.

Блоками запаздывания называются такие решающие элементы, для которых связь между выходным и входным напряжениями описывается уравнением

(3.1)

или в операторной форме

(3.1а)

где - постоянное запаздывание.

Передаточная функция блока временного запаздывания:

(3.2)

В зависимости от того, как воспроизводится амплитудная и фазовая частотные характеристики, блоки временного запаздывания делятся на две группы:

1) блоки временного запаздывания с точным воспроизведением амплитудной частотной характеристики и приближенным воспроизведением фазовой частотной характеристики;

2) блоки временного запаздывания с точным воспроизведением фазовой частотной характеристики и приближенным воспроизведением амплитудной частотной характеристики.

3.2. Блоки временного запаздывания с точным воспроизведением амплитудной частотной характеристики.

I. Принцип работы.

Принцип работы блоков временного запаздывания с точным воспроизведением амплитудной частотной характеристики основан на воспроизведении нескольких членов разложения функции в дробный ряд Пада:

, где

,

В первом приближении

Во втором приближении

;

Полагая , получаем выражения для передаточной функциив первом приближении

(3.3)

и во второй приближении:

. (3.4)

Получим выражения для частотных характеристик в первом приближении:

амплитудно-фазовая частотная характеристика

;

действительная и мнимая частотные характеристики

; ;

амплитудная частотная характеристика

;

фазовая частотная характеристика

Ошибки в воспроизведении амплитудной и фазовой частотных характеристик будут

,

;

Получим выражения для частотных характеристик во втором приближении:

амплитудно-фазовая частотная характеристика

;

действительная и мнимая частотные характеристики

амплитудная частотная характеристики

;

фазовая частотная характеристика

.

Находим ошибки в воспроизведении амплитудной и фазовой частотных характеристик

;

.

Лекция №21.

1. БВЗ с точным воспроизведением фазовой частотной характеристики.

2. БВЗ с запоминающими конденсаторами.

3. БВЗ с магнитной записью.

3.3. Блок временного запаздывания с точным воспроизведением фазовой частотной характеристики.

1. Принцип работы.

Принцип работы блоков временного запаздывания с точным воспроизведением фазовой частотной характеристики основан на использовании конденсаторов и магнитных лент в качестве запоминавших устройств. В этих блоках текущие значения входного напряжения непрерывно запоминаются запоминающим устройством и непрерывно выбираются из него через заданное время .

2. Блок временного запаздывания с запоминающими конденсаторами.

Схема блока постоянного запаздывания с запоминающими конденсаторами изображена на рис. 3.1.

Блок состоит из входного решающего усилителя 1, выходного .решающего усилителя 2 и шагового искателя 3, имеющего зарядные ЗЩ и разрядные РЩ щетки. Ламели искателя соединены с конденсаторами . Перед началом работы зарядные щётки смещаются в направлении движения на "n" шагов относительно разрядных.

В процессе работы блока щётки переходят с одной ламели на другую, задерживаясь на каждой ламели в течение промежутка времени . Зарядные щетки поочередно заряжают конденсаторыНапряжение на каждом конденсаторе оказывается равным значению входного напряжения в конце каждого промежутка времени(см. рис. 3.2).

Через время напряжения с этих конденсаторов поочередно снимаются разрядными щетками и подаются на конденсатор , включённый в цепь обратной связи выходного решающего усилителя.

Таким образом, через время на выходе блока воспроизводится ступенчатая аппроксимация входного напряжения (см. рис. 3.2).

Требуемые значения времени запаздывания обеспечиваются выбором частоты импульсов и числа шагов смещения n зарядных щеток относительно разрядных.

Оценим ошибки в воспроизведении времени запаздывания и амплитуды. Очевидно, ошибка в воспроизведении времени запаздывании не может превышать величину , поэтому можно считать, что фазовая частотная характеристика воспроизводится принципиально точно. Ошибка в воспроизведении амплитуды складывается из двух составляющих:

1) Ошибки вследствие того, что запоминается не непрерывное напряжение , а его ступенчатая аппроксимация. Очевидно, что эта ошибка не может превышать величины

(3.5)

Рис. 3.2.

2) Ошибки вследствие того, что напряжения передаются с конденсаторов на выход блока неточно.

Оценим эту ошибку. Пусть разрядные щётки соединили конденсатор с конденсатором.

До соединения количество электричества на конденсаторе

,

количество электричества на конденсаторе

,

общее количество электричества

.

После соединения это количество электричества

Следовательно,

и ошибка

т.е.

(3.6)

Для уменьшения ошибки величинуберут значительно меньшей по сравнению с величиной.

Для уменьшения ошибки блок постоянного запаздывания с запоминающими конденсаторами обычно строится по схеме, изображенной на рис. 3.3.

Блок содержит два шаговых искателя и. Зарядные щетки искателя смещаются на "n" шагов, а зарядные щетки искателя на "n+1" шагов относительно разрядных. На выходе решающего усилителя 2 через время воспроизводится ступенчатая аппроксимация входного напряжения, а на выходе решающего усилителя 3 через время воспроизводится ступенчатая аппроксимация выходного напряжения с противоположным знаком (см. рис. 3.4). Таким образом, напряжения на выходах решающих усилителей 2 и 3 в каждый момент времени противоположны по знаку, а по абсолютной величине отличаются на величину приращения входного напряжения за время. Эти напряжения поступают на входы интегрирующего усилителя 4. Величинаустанавливается равной, поэтому приращение напряжения на выходе усилителя 4 за время

В конце каждого промежутка времени накопленный на усилителе 4 заряд сбрасывается.

Напряжение, получаемое на выходе интегрирующего усилителя 4, складывается с выходным напряжением решающего усилителя 3 с помощью суммирующего усилителя 5.

Таким образом, через время на выходе блока воспроизводится кусочно-линейная аппроксимация входного напряжения (см. рис. 3.9).