Аппаратурная реализациея блоков запаздывания

Практические соображения, связанные с аппаратурной реализацией блоков запаздывания, как было уже показано выше, ограничивают свободу выбора коэффициентов. Например, для структурной схемы, приведенной на рис. 30, реализующей передаточную функцию (1.50), получаем следующие значения параметров, соответствующие коэффициентам ряда Пада:

мкф, получим следующую таблицу значений времени запаздывания и необходимых значений сопротивлений R1 и R2 (табл. 3). Однако напряжения на выходах операционных усилителей схемы (рис. 30)

не должны выходить за пределы. ± 100 е. Амплитудно-частотная характеристика схемы на операционном усилителе У определится в соответствий с формулой (1.50) и выбранными значениями коэффициентов в виде

= 2р и составляет величину

что позволяет одновременно увеличить значение времени запаздывания, поскольку

с целью повышения т

может привести к невыполнению требования для диапазона напряжений усилителя У2. Другое требование к выбору параметров блока запаздывания отмечалось на стр. 54. и состоит в применении специальных высокоточных типов сопротивлений и емкостей, причем последние должны также обладать большими по величине сопротивлениями утечек (например, полистироловые или стирофлексные).

обычно составляет 6—8, диапазон входных и выходных напряжений обычно ± 100 е. Их преимущества состоят в простоте и однотипности используемой аппаратуры, подобной аппаратуре моделирующих устройств. Обычно погрешность в воспроизведении входного сигнала не превышает 2—3%. В работе [129] показано, что с этих позиций подобные блоки запаздывания эквивалентны памяти цифровой вычислительной машины, имеющей около 12 000 ячеек памяти.

= 4 сек при применении блока запаздывания, выполненного по схеме рис. 27.

= 0,9 сек при применении блока запаздывания, выполненного по схеме рис. 25.

Данные осциллограммы показывают, что в начальный период времени после подачи входного сигнала на выходе схем имеет место переходный процесс, связанный с установлением выходного сигнала.

Соответствующие значения времени установлены ty показаны на осциллограммах (рис. 31, а, б) и должны учитываться при эксплуатации подобных блоков запаздывания. Значения времени установления могут быть найдены также аналитически, если записать связь выходного и входного сигналов блока в виде соответствующего дифференциального уравнения вида

этого уравнения.

, зная заранее переходные характеристики

h(t) разработанных блоков запаздывания. Например, для блока с передаточной функцией первого порядка (11.25) получим могут быть также реализованы с помощью пассивных фильтров, содержащих элементы, С, L. Однако в этом случае еще более затрудняется изменение времени запаздывания т, поскольку необходимо изменять целый ряд номиналов R, С, L.

причем для согласования нагрузки потребуются разделительные (буферные) активные элементы (например, усилители и катодные повторители). Это, в свою очередь, усложняет аппаратуру блока запаздывания и, кроме того, потребует широкополосных активных элементов. Если применяются катодные повторители, то необходимы дополнительные широкополосные усилители, поскольку коэффициент усиления катодного повторителя меньше единицы.

Поэтому указанные блоки запаздывания в силу отмеченных выше недостатков находят ограниченное применение, хотя первые образцы блоков запаздывания строились именно на основе использования пассивных фильтров [4]. Передаточная функция (11.31) может быть реализована с помощью пассивного четырехполюсника (рис. 32, а), для которого справедливо выражение

— добротность контура. Очевидно, что

Однако практически подобные четырехполюсники не нашли применения для построения блоков запаздывания, поскольку обычно в моделирующей аппаратуре не используют катушки индуктивности из-за трудностей выполнения малогабаритных элементов с высокой добротностью. Практически находят применение схемы (рис. 32, б), реализующие передаточную функцию вида

= RC, записывается в следующей форме:

Фазо-частотная характеристика имеет предельное значение

Последовательное соединение т таких схем (рис. 32, в) через развязывающие буферные усилители У обеспечивает реализацию передаточной функции (1.54).

функция стремится к полной ошибке, равной —1. Если величина т велика, то производная от ошибки уменьшается, причем функция (11.91) —монотонно убывающая с ростом значений 0 = сот.

гц, диапазон напряжений ±100 в, Дф =

= 2я-2-0^2 =2,76. Исполь-

зуя графики рис. 33, находим необходимое число звеньев т = 5,

R = 220 ком, С = 0,1 мкф.

= = 75 ком, найдем

(сумматор) — для снятия выходного сигнала с линии ячеек запаздывания и повышения общего коэффициента блока запаздывания до единицы.

= 1. Выходной сигнал ослабляется катодными повторителями буферных схем блока запаздывания.