Курсовая работа: Аналогові і гібридні електричні обчислювальні машини

R1

K

Мал.3 Схема завдання початкових умов

При перебуванні ключа К в положенні 1 вихідний сигнал схеми з достатньою точністю описується рівнянням ідеального інтегратора.

При перебуванні ключа в положенні 2 на вході підсилювача діє резистор R1, на який подається постійна напруга (у даному випадку з цифро-аналогового перетворювача). Для зменшення часу заряду конденсатора паралельно з резистором R1 включається конденсатор С1. Напруга на виході підсилювача в операторнiй формі визначається вираженням:

U(p) =

Якщо вибрати параметри схеми так, щоб R1C1 = R2C2, то напруга на виході буде дорівнює: , тобто воно установиться практично миттєво. При розробці схеми варто дотримувати умови R1C1=R2C2, тому що при R1C1<R2C2 процес зарядки конденсаторів протікає по експонентному законі, тобто має місце затримка установки напруги, а при R1C1>R2C2 на виході інтегратора виникає стрибок напруги небезпечний тим, що може перевищити припустимий діапазон виміру напруги підсилювача.

При розрахунку схем завдання початкових умов необхідно задати не тільки параметри резисторів і конденсаторів, але і параметри ЦАП.

Розрахунок для ДА1 виглядає в такий спосіб:

Т.к. С2 = 3.9 мкф і, прийнявши Е = 10V, одержимо, R22 = 100 kW, R23 = 175 kW, C1 = 6.8 мкф.

Крім того, тому що ЦАП 8-розрядний, те прийнявши U_оп =8 V, знайдемо B – число, яке треба подати на ЦАП:

Повторюючи алгоритм рішення для всіх схем завдання початкових умов, одержимо:

Для ДА2: E = 10V; C3 = 3.9 мкф; R24 = 100 kW, R25 = 100 kW; U_оп = 8 V; B = 320

Для ДА3: E = 10V; C4 = 1.6*10^-5 ф; R26 = 100 kW, R27 = 400 kW; U_оп = 8 V; B = 320

Для ДА4: E = 10V; C5 = 2.6 мкф; R28 = 100 kW, R29 = 66 kW; U_оп = 8 V; B = 320

Для ДА5: E = 10V; C6 = 1.2 мкф; R30 = 100 kW, R31 = 30 kW; U_оп = 8 V; B = 320

Для ДА6: E = 10V; C7 = 2.7 мкф; R32 = 100 kW, R33 = 70 kW; U_оп = 8 V; B = 320

6. Розрахунок параметрів із припустимою погрішністю

При проектуванні необхідно враховувати, що за час інтегрування значення інтеграла може вийти за межі ±10 В. Також операційний підсилювач відрізняється від ідеального інтегратора з деякою погрішністю, що може перевищити припустиму швидше часу інтегрування.

Для перевірки таких випадків застосовують наступні формули:

Де Ку – коефіцієнт підсилення операційного підсилювача;

Е – напруга початкової умови на даному інтеграторі;

t – час інтегрування (1 с);

R і C – номінали елементів даного інтегратора.

(Uдоп – припустима погрішність;

Напруги на інтеграторах вхідних до складу правої частини рівняння будуть рівні 0, тому що початкові установки на них нульові.