ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электронные блоки для выполнения нелинейных операций из "Математическое моделирование химико-технологических процессов на аналоговых вычислительных машинах" Цель работы состоит в изучении общих принципов функционирования основных систем аналоговой машины и в приобретении практических навыков работы с линейными решающими элементами аналоговой машины типа МН-7. [c.13] Термин решающий усилитель является обобщающим в зависимости от конкретного назначения усилителя его называют суммирующим, интегрирующим, дифференцирующим и т. п. Часто употребляют термин суммирующий блок, интегрирующий блок и т. д. Решающие блоки называют также коротко — сумматор, интегратор и т. д. [c.14] Рассмотрим решающий усилитель в общем виде (схема на рис. 1-1, а). Здесь Zo и Zl обозначают полные (комплексные) сопротивления цепи обратной связи и входной цепи. [c.14] точке О (суммирующей), согласно первому закону Кирхгофа, сумма токов приходящих и отходящих равна нулю. Так как применяемый усилитель постоянного тока имеет очень большое входное сопротивление, можно считать, что ig — О, т. е. [c.14] Для всех схем решающих усилителей с отрицательной обратной связью характерно, что напряжение на выходе имеет знак, обратный знаку напряжения на входе. [c.15] Обобщенное условное обозначение решающих блоков на основе операционного усилителя показано на рис. 1-1,6. [c.15] Следует отметить, что в ряде случаев в схеме применяются усилители, не охваченные пассивной связью Zo. Усилитель постоянного тока без обратной связи называют разомкнутым усилителем. Условное обозначение такого усилителя показано на рис. 1-2. [c.15] Суммирующий блок. Для построения суммирующего блока (сумматора) входная цепь выполняется из нескольких резисторов. .., Яп, через которые к суммирующей точке подводятся отдельные слагаемые в виде напряжений 1/],. .., (7 . Схема суммирующего блока показана на рис. 1-3, а. [c.15] Таким образом, входные напряжения могут быть просуммированы с учетом некоторых постоянных коэффициентов, выражающих отношения сопротивления цепи обратной связи к сопротивлению входной цепи (для соответствующего входа). Эти коэффициенты называют коэффициентами передачи. В аналоговых машинах часто коэффициенты передачи имеют фиксированные значения 1 2 5 и 10. Поскольку в случае ламповых усилителей чаще всего ко = 1 МОм, входные сопротивления для указанных значений коэффициентов должны быть равны соответственно 1 0,5 0,2 и 0,1 МОм. [c.16] На рис. 1-3, б изображено условное обозначение суммирующего блока. У входов проставляются соответствующие коэффициенты передачи (в данном случае их значения выбраны произвольно). [c.16] Масштабный блок. Решающий усилитель, подобный суммирующему, но с одним входом, является масштабным блоком (рис. 1-4). Он позволяет производить умножение переменной величины на некоторый коэффициент к — Ко/Нг с одновременной сменой знака вых — —к11вх- в практических схемах этот коэффициент (коэффициент передачи) может изменяться в пределах от нуля до десяти (иногда —до пятидесяти). [c.16] Если к должно равняться единице, то в случае ламповых усилителей обычно используют значения Я = 1 МОм и С = 1 мкФ. В машине МН-7 в цепи обратной связи усилителя емкость конденсатора С равна 1 мкФ. [c.17] Из-за неблагоприятного соотношения на выходе блока между полезным сигналом и помехой операции дифференцирования избегают, что почти всегда удается путем соответствующего преобразования задачи. [c.19] Для умножения машинной переменной на некоторую постоянную величину меньше 1 в аналоговых вычислительных машинах используют потенциометры с линейной шкалой (рис. 1-9). [c.19] Если нагрузкой выхода пренебречь, то а = Яо/Я. На практике, однако, встречаются случаи, когда нагрузкой потенциометра пренебречь нельзя. Тогда нагрузочное сопротивление должно быть учтено при расчете. Но так как практически рассчитывать коэффициент а неудобно, настройку потенциометра обычно подбирают опытным путем. [c.19] Для умножения на постоянный коэффициент используют также схемы делителей напряжения, составленные из резисторов и переключателей. Такая схема делителя применяется в машине МН-7 и описана ниже (стр. 311). [c.19] Система управления задает основные режимы работы машины — режим исходного состояния, режим интегрирования, режим фиксации. Перевод машины МН-7 в указанные режимы с пульта управления производится кнопками, обозначенными исходное положение- , туск- , .останов- . [c.20] В дальнейшем режимы работы аналоговой машины будем называть в соответствии с надписями под кнопками управления. [c.20] Интегрирующий блок состоит из усилителя постоянного тока, входной цепи Р (активное сопротивление) и цепи обратной связи С (емкостное сопротивление). Блок будет работать, если контакты реле Ро будут находиться в положении .работа , а реле Ри — в положении туск . В этом случае схема ничем не отличается от основной схемы интегратора, приведенной на рис. 1-6. Если реле Ро перевести в положение останов , то входная цепь окажется разорванной, и процесс интегрирования приостановится (режим фиксации) до тех пор, пока реле Ро не будет вновь переведено в положение .работа . [c.20] Вернуться к основной статье