2020-10-10
130
Основы аналоговой схемотехники.
Функционирование систем управления связано с получением, передачей и обработкой информации о состоянии объектов управления, внешней среды и ходе процессов управления.
Информация представляется сигналами.
Сигнал – физический процесс, характеристики которого отображают информацию.
В процессе обработки информации сигналы подвергаются преобразованиям, которые могут быть описаны математическими соотношениями, отражающими алгоритм обработки информации. Таким образом, совокупность алгоритмических либо технических средств, реализующих алгоритм управления, должна реализовывать необходимый набор математических функций.
1.
2.
Аналоговые функции
Для описания операций обработки аналоговых сигналов введём аналоговые функции (АФ). АФ – это математическая формулировка операций. Поэтому они не учитывают погрешности, свойственные реальным устройствам, однако учитывают некоторые ограничения, обусловленные физической природой сигналов, например, ограниченный диапазон изменения сигналов, определяемый диапазоном напряжений питания.
|
|
|
АФ могут быть реализованы набором аналоговых устройств (чаще всего аналоговыми интегральными схемами (АИС)). АИС бывают двух видов: универсальные и специализированные.
Операция «усиление» (масштабное преобразование)
| ymax |
| x |
| xmax |
| y |
| x |
| y |
| k |
где у – выходная величина,
х – входная величина,
k – коэффициент передачи
(если k = -1 – инвертирование сигнала)
Уровень ограничения вне рабочего участка характеристики обусловлен ограниченностью диапазонов изменения входной и выходной переменных
2.1.2.
y
K
xN
x2
Операция «суммирование» x1
2.1.3.
x
z
Операция «перемножение» yi = const
| × |
| y |
| z |
| x |
, k – позволяет обеспечить одинаковый диапазон изменения входных и выходных сигналов. | k | <= 1/ Umax
Нелинейность (функциональное преобразование)
а) Общего вида
| F |
| x |
| y |
б) Аналитические (элементарные функции, полиномы и т.п.)
в) Типичные
Функция «сравнение»
u TAd35tKr1oAcCQZm96DETJ4T0QdJPSUL0Hmm/+PnPwAAAP//AwBQSwECLQAUAAYACAAAACEAtoM4 kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQABgAI AAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC8BAABfcmVscy8ucmVsc1BLAQItABQABgAI AAAAIQDxaWy1VggAAOsiAAAOAAAAAAAAAAAAAAAAAC4CAABkcnMvZTJvRG9jLnhtbFBLAQItABQA BgAIAAAAIQCvxBUQ3QAAAAYBAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAALAKAABkcnMvZG93bnJldi54bWxQSwUG AAAAAAQABADzAAAAugsAAAAA ">
| x |
| y |
| z |
| - |
| + |
Эта операция аналого-цифровая, т.е. входные
переменные аналоговые, а выходная – логическая
Статические функции 1 – 5
Динамические аналоговые функции:
Интегрирование
| ò |
| x |
| x 0 |
| y |
2.1.7. Динамическое преобразование общего вида
(на основе передаточных функций)
|
|
|
| W (s) |
| X (s) |
| Y (s) |
Фильтрация
| ФНЧ LPF |
| ФВЧ HPF |
| ПФ ВPF |
| ПЗФ ВSF |
| ПЗФ ВSF |
