Функциональных преобразователей

Логический преобразователь - прибор, который не имеет аналогов в реальном мире. Он предназначен для выполнения различных функциональных преобразований в схеме. С его помощью можно осуществлять следующие операции:

Конструирование ИМС представляет собой сложный, многоэтапный процесс, тесно связанный с более общим процессом проектирования РЭА, для которой предназначаются разрабатываемые ИМС. Процесс проектирования РЭА на ИМС условно можно разбить на несколько этапов, важнейшими из которых являются: / — разработка и согласование технического задания (ТЗ) на изготовляемую аппаратуру; 2 — синтез функциональной схемы аппаратуры; 3 — обоснование выбора конкретных физических методов реализации функциональных преобразований; 4 — согласование оптимальных требований к сложности ИМС и других компонентов аппаратуры; 5 — синтез принципиальных электрических схем ИМС, отдельных узлов РЭА и электрических соединений компонентов РЭА; 6 — разработка конструкции ИМС и узлов РЭА; 7 — разработка и обоснование выбора, технологических методов изготовления ИМС и узлов РЭА; 8 — разработка конструкции РЭА в целом; 9 — разработка технологии изготовления РЭА; 10 — разработка методики измерений и испытаний ИМС и РЭА.

О п трон — полупроводниковый прибор, содержащий оптически связанные источник и приемник излучения и предназначенный для выполнения различных функциональных преобразований электрических или оптических сигналов.

2. Приближения в виде многочленов второй степени дают возможность на основе метода функциональных преобразований случайных величин получить вероятностные характеристики взаимных проводимостей. Наиболее полно случайная величина характеризуется функцией распределения. Обозначим дифференциальную функцию распределения или плотность вероятности величины / через W(l) и по известной приближающей зависимости определим плотность вероятности взаимной проводимости W(b).

Центрированным называется отклонение процесса от опорного, вызываемое отклонениями исходных параметров от опорных. Центрированные процессы описываются линейными дифференциальными уравнениями с переменными коэффициентами. Эти уравнения позволяют установить аналитические зависимости между исходными, варьируемыми параметрами и искомыми параметрами, определяющими протекание переходного процесса. По таким зависимостям быстро, без численного интегрирования, могут быть рассчитаны множества характеристик переходных процессов. Кроме того, аналитические зависимости дают возможность использовать методы функциональных преобразований случайных величин для определения вероятностных характеристик переходных процессов.

Вероятностные характеристики изменения относительного угла ротора генератора могут быть определены методами функциональных преобразований случайных величин в соответствии с (13.35). Обратная функция / = ф(8) однозначна ( 13.21).

Наибольшей универсальностью обладают операционные усилители (ОУ). Благодаря очень высокому коэффициенту усиления (десятки и сотни тысяч) и широкому диапазону усиливаемых частот (в принципе операционный усилитель является усилителем постоянного тока с высокой верхней граничной частотой) путем введения различных обратных связей они позволяют создавать усилительные каскады, реализующие множество функциональных преобразований.

Для линейного усиления входного сигнала без каких-либо функциональных преобразований используют инвертирующее и неинвертирующее включение операционного усилителя. Традиционными областями применения ОУ являются решающая аналоговая техника, аппаратура обработки сигналов, радиоизмерительная техника, где часто требуется решение уравнений при замыкании выхода усилителя на инвертирующий вход с помощью пассивных цепей отрицательной обратной связи. Интегральные операционные усилители находят применение также в схемах, выполняющих функции генерации электрических колебаний различных формы и частоты, а также преобразования электрических сигналов.

3. Выполнение функциональных преобразований и вычислительных операций для получения прямого показания измеряемой величины.

диоцепях, а также при необходимости перехода от одних способов математического описания случайных колебаний к другим. Различают два класса нелинейных функциональных преобразований — безынерционное и инерционное. К первому классу относятся такие преобразования, при выполнении которых все значения функций от случайных процессов определяются значениями самих процессов в те же моменты, когда рассматривают эти функции. При безынерционных преобразованиях случайных процессов временные свойства последних не играют роли.

Общее решение для одномерной плотности вероятности случайной частоты 0 приходится искать, основываясь на четырехмерном совместном распределении значений функции A,., As и их производных, с помощью которого по правилам функциональных преобразований из § 21.2 получают четырехмерный закон распределения огибающей и фазы U, 0 с их производным U, 0. После этого IV" i (0) находится трехкратным интегрированием результата по «лишним» переменным. Решение существенно облегчается тем, что исходные случайные переменные Л,-, А„, Ас, Л,, в силу «нормальности» шума независимы в совпадающие моменты времени и потому четырехмерная плотность задается произведением одномерных Гауссовых распределений. Последовательность преобразований описывается графом па 21.12.

11. Расскажите о методах получения требуемой функциональной зависимости / = / (U) функциональных преобразователей.

Нелинейные блоки, подготовка решения задачи на АВМ. Рассмотренные выше функциональные блоки (сумматор, интегратор, дифференциатор, постоянный коэффициент) называют линейными решающими элементами. Для построения структурных схем используется также группа нелинейных блоков (функциональных преобразователей). К ним относятся нелинейные блоки, предназначенные для воспроизведения различных нелинейных функций одного или нескольких аргументов, блоки для перемножения и деления переменных (умножители и делители).

Кроме описанных функциональных преобразователей, предназначенных для воспроизведения различных нелинейных зависимостей, в практике моделирования находят широкое применение специальные схемы для расчета и исследования элементов, имеющих характеристики со скачкообразным изменением выходного сигнала. К таким характеристикам относятся ограничение коор« динат по модулю, характеристики зоны нечувствительности, люфта, релейная и др. Эти характеристики объединяются в группу типовых нелинейных зависимостей, и для их воспроизведения в АВМ используются специальные диодные схемы [2].

Множительные и делительные функциональные преобразователи представляют собой комбинации линейных решающих элементов и нелинейных функциональных преобразователей. Операции умножения и деления осуществляются в результате выполнения ряда других математических операций. Переход к этим математическим операциям основывается на известных соотношениях алгебры и анализа. Например, в соответствии с соотношением

составление таблиц и графиков для воспроизведения нелинейных зависимостей, настройку функциональных преобразователей;

Так как процессы в электрических аппаратах часто описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, то возникает необходимость воспроизведения различных нелинейных зависимостей. Эти операции при расчете на АВМ выполняются с помощью диодных функциональных преобразователей (нелинейных блоков). Нелинейные блоки строятся, как правило, на принципе кусочно-линейной аппроксимации нелинейной зависимости. При этом аргумент и функция разбиваются на ряд участков, в пределах каждого из которых зависимость принимается линейной. Используемые при расчете аппаратов нелинейные зависимости (кривые намагничивания ферромагнитных материалов, зависимости от рабочего зазора индуктивности, магнитной проводимости и др.) гладки, не имеют разрывов и часто имеют линейные участки. Указанные кривые целесообразно разбивать, концентрируя большую часть интервалов на нелинейных участках.

для моделирования; 2) составление структурной схемы модели; 3) выбор масштабов независимых переменных и времени; 4) расчет коэффициентов передачи нелинейных решающих элементов и таблиц настройки функциональных преобразователей. На примере однофазного неявно-полюсного СГ с тремя контурами на роторе ( 7.14) рассмотрим составление математической модели. Система дифференциальных уравнений (7.1), (7.2) и (7.5), описывающая режим ВКЗ однофазного генератора (при Uа — 0) в форме Коши, имеет вид

Органы тока II ступени с зависимой характеристикой выдержки времени разрабатывались как в Советском Союзе, так и за рубежом. Наилучшие их варианты были выполнены во ВНИИЭ (М. А. Федосеев и др.) с использованием полупроводников и магнитных элементов с прямоугольной характеристикой намагничивания [84] и во ВНИИР (Л. А. Надель и др.) — на полупроводниках. В последнем варианте на основе способа получения зависимости (12.1), разработанного ВНИИЭ [76], вместо функциональных преобразователей и интеграторов импульсов, выполненных на

Задачи создания точных функциональных преобразователей могут быть решены как аналоговыми, так и цифровыми средствами. При решении цифровыми средствами требуется грименение сложных функциональных преобразователей код—код (на основе постоянных запоминающих устройств или программируемых логических матриц [57] при аппаратной реализации) или микропроцессоров (при программной реализации). В этом случае обеспечивается высокая точность преобразования, однако снижаются быстродействие и частотный диагазон преобразуемых сигналов.

ИП, на его выходе образуется сигнал z, связанный с входной измеряемой неэлектрической величиной х линейной зависимостью z — kx. Далее сигнал z преобразуется в цифровой код Nx, пропорциональный измеряемой величине х, линейным аналого-цифровым преобразователем (ЛАЦП). В зависимости от рода сигнала z (чаще всего напряжение постоянного тока) применяют те или иные схемы ЛАЦП (см. п. 10.4). Следует отметить, что применение аналоговых функциональных преобразователей ограничено их невысокой точностью и узким классом реализуемых функций.

Наиболее перспективным путем осуществления линеаризации, особенно в приборах промышленного назначения, является применение функциональных преобразователей кодов (ФПК) или цифровых вычислительных устройств (ЦВУ), в первую очередь микропроцессоров. На 19.7, в представлена структурная схема такого средства измерения неэлектрических величин. Выходной сигнал у ИП преобразуется ЛАЦП в пропорциональный ему цифровой код N у, который преобразуется в цифровой код Nx, пропорциональный измеряемой величине х, с помощью ФПК. или ЦВУ. При этом может быть достигнута любая, наперед заданная точность линеаризации для самого большого разнообразия функций преобразования. Осуществление линеаризации с помощью ЦВУ особенно целесообразно в многоканальных устройствах с большим количеством параметров при большом объеме обработки но различным алгоритмам [15].