UC4=C1(U1+U2). (2.14)
Коммутационные устройства ( K1, K2) представляют собой двойные диоды.
Рассмотрим работу коммутационного устройства K1.В коммутационном устройстве K1 диоды подключены анодами к выходам суммирующих устройств С1, и C2, а катодами, соединенными между собой, - ко входу квадратора Ф1, открыт будет тот диод, на анод которого поступает напряжение, имеющее положительный знак.
Следовательно, напряжение на выходе коммутационного устройства K1
UK1=çC1(U1-U2)ç. (2.15)
Очевидно, напряжение на выходе коммутационного устройства K2
UK2= - çC1(U1+U2)ç. (2.15)
Каждый квадратор ( Ф1, Ф2 ) состоит из диодов D1, D2, …, Dn с нагрузочными сопротивлениями r1, r2, …, rn и общего делителя напряжения, состоящего из сопротивлений R1, R2, …, Rn и большого гасящего сопротивления Rn+1.
Рассмотрим работу квадратичного функционального преобразователя Ф1, на вход которого поступает положительное напряжение UK1 с выхода коммутационного устройства K1.
Общий делитель напряжения при поступлении на его вход положительного напряжения и питании второго его входа отрицательным опорным напряжением обеспечивает последовательное отпирание диодов при возрастании входного напряжения.
Графически функция iФ1=f(UK1) представляет сумму следующих друг за другом отрезков прямых. Сопротивление Rj и ri подобраны таким образом, чтобы функция iФ1=f(UK1) представляла кусочно-линейную аппроксимацию параболы, т.е.
iФ1=aUK12.
Так как UK1= çC1(U1-U2)ç, то
iФ1= C2(U1-U2)2, (2.17)
где С2=аС12
(2.18)
Очевидно, ток на выходе квадратора Ф2
iФ1= -C2(U1+U2)2, (2.19)
Суммирующее устройство C5 представляет собой РУ.
Согласно уравнению (1.2)
i0=iФ1+iФ2.
Подставляя в это уравнение выражения iФ1
и
iФ2
и учитывая, что 
имеем
откуда UВЫХ=СyU1U2, (2.20)
где Сy=4R0C2=4R0aC12. (2.21)
Коэффициент передачи множительного устройства Су выбирается таким, чтобы напряжение на выходе блока UВЫХ не превышало напряжения, максимально допустимого для AВM при подаче максимальных значений напряжений сомножителей U1 и U2. Для АВМ со шкалой ±10B коэффициент Cy равен 0,1 (для AВM со шкалой ±100B Сy = 0,01).
В рассмотренном множительном устройстве квадраторы реализуются на диодах путем кусочно-линейной аппроксимации параболической зависимости. В этом случае участок малых входных сигналов представляет собой линейный участок, а не квадратичный, т.е. при малых сигналах операция выполняется неточно.
В последние годы получили широкое распространение нелинейные полупроводниковые сопротивления (НПС) - варисторы, у которых ветвь вольт-амперной характеристики (рис. 2.10) близка к параболической. В области больших напряжений характеристика идет несколько круче квадратической параболы, а в области малых напряжений характеристика близка к линейной. Для приближения характеристики к требуемой в области больших напряжений последовательно и параллельно с варистором НПС включаются резисторы (рис. 2.11). Вольт-амперная характеристика варистора нечетная, поэтому обычно используется только одна ветвь. Для того, чтобы множительное устройство осуществляло умножение переменных независимо от знаков, в схему умножения на вариаторах вводят дополнительно элименты для выделения модуля разности и суммы напряжений (аналогично тому, как это было рассмотрено в предыдущей схеме МУ).
|
|
На рис. 2.12 показана такая схема. Суммирование напряжений U1 и U2 осуществляется на резисторах R1 и R5. Если сумма имеет положительный знак, то через диод D1этот сигнал поступает на варистор НПС-1. Если сумма имеет отрицательный знак, то соответственно положительна сумма из -U1 и -U2, получаемых инвертированием входных сигналов на усилителях I и 2. Эта сумма получается с помощью резисторов R3 и R7 и через диод D2 поступает на тот же варистор. Разность напряжений U1 и U2 получают на резисторах R2 и R8. Если разность имеет отрицательный знак, то через диод D3 она поступает на варистор НПС-2. Если разность положительна, то разность, полученная на резисторах R4 и R6 имеет отрицательный знак и сигнал через диод D3 поступает на варистор НПС-2. Множительные устройства с квадраторами на варисторах имеют погрешность порядка 2-3% от максимального уровня. Статическая погрешность • высокоточных множительных устройств не хуже 0,025%.
Развитие микроэлектроники привело в настоящее время к появлению МУ средней точности в интегральном исполнении.
Лекция 14
I. Делительные устройства (способы деления).
2. Принцип работы.
2.5. Делительные устройства.
Для выполнения операции деления одного напряжения на другое используется множительное устройство. Деление может быть выполнено двумя способами:
1. С помощью множительного устройства в сочетании с функциональным преобразователем, воспроизводящим обратную величину входного напряжения;
2. С помощью решающего усилителя с множительным устройством в цепи обратной связи.
На рис. 2.13 изображена схема деления напряжения U1 на напряжение U2 первым способом.
Согласно уравнению (2.20) напряжение на выходе множительного устройства
UВЫХ=СyU1U3 (a)
Функциональный преобразователь воспроизводит обратную величину входного напряжения, т.е.
Подставляя выражение U3 в уравнение (а), получаем
(2.22)
где
Cд=aCy. (2.23)
На рис. 2.14, 2.15, и 2.16 изображены схемы деления напряжения U1 на напряжение U2 вторым способом.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
