Методы анализа и расчета электронных схем. Градусов В.Н. - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

11 12
сложных схем и с учетом реального соотношения параметров (напри-
мер,
R и R
12
в рассмотренной схеме).
4.2. Пример расчета частотной характеристики ПИД-регулятора
Определим передаточную функцию (рис.4).
R
âõ
R
îñ
Ñ
âõ
C
îñ
U
âõ
U
âû õ
Рис.4
Определим эквивалентное входное сопротивление (в изображе-
нии)
Zs
R
SC
R
SC
R
R С S
вх
вх
вх
вх
вх
вх
вх вх
()=
+
=
+
1
1
1
( 1 )
и эквивалентное сопротивление цепи обратной связи
Zs R
SC
R С S
SC
ос ос
ос
ос ос
ос
()=+ =
+11
. ( 2 )
Учитывая большой коэффициент усиления операционного уси-
лителя (потенциал точки А равен нулю), запишем изображения значе-
ний токов:
Is
Us
Zs
вх
вх
вх
()
()
()
=
( 3 ) ; I
Us
Zs
ос
вых
ос
=−
()
()
( 4 ).
Допущение о высоком входном сопротивлении усилителя
предполагает равенство токов I
вх
и I
ос
. Совместное решение урав-
нений ( 1 )- ( 4 ) дает передаточную функцию
Ws
Us
Us
Zs
Zs
Ts Ts
RCs
ПИД
вых
вх
ос
вх
ос вх
вх ос
()
()
()
()
()
()()
===
++11
. ( 5 )
Вводя обозначения
K
R
R
С
C
п
ос
вх
вх
ос
=+,
TRС
ивхос
=
,
T R C
Досвх
=
,
запишем на основе уравнения ( 5 ) передаточную функцию ПИД-
регулятора в виде
Ws K
Ts
Ts
ПИД п
и
д
() ( )=− + +
1
( 6 )
5. ЗАДАНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
При выполнении контрольной работы по последней цифре номера
зачетной книжки выбираются номера вопросов и вариант задачи (на-
пример, цифра 3 соответствует вопросам 5.3, 5.13, 5.23, 5.33 и задаче с
данными из табл. 2 по третьему варианту).
Контрольные вопросы
5.1. Назовите основные термины и определения МАРЭС.
5.2. В чём состоят предпосылки внедрения машинных методов расче-
та?
5.3. Приведите классификацию электронных устройств, особенности
информационно-управляющих систем.
5.4. Какими параметрами характеризуются электронные схемы?
5.5. В чём заключается сущность системного подхода при проектиро-
вании электронной аппаратуры?
5.6. Каковы задачи анализа при схемотехническом проектировании
электронных схем?
5.7.
Приведите блок-схему типового маршрута проектирования и дай-
те её краткое описание.
5.8. Назовите основные методы анализа электронных схем.
5.9. Приведите примеры основных видов расчета электронных схем.
5.10. Дайте краткую характеристику программ схемотехнического мо-
делирования.
5.11. Приведите определение модели и сформулируйте требования к
ней.
5.12. В чём заключается иерархия математических моделей?
5.13. Проведите классификацию
математических моделей.
5.14. Дайте общую характеристику моделей компонентов промышлен-
ной электроники.
5.15. Укажите модели элементов в программах Micro-Cap и EWB.
сложных схем и с учетом реального соотношения параметров (напри-                    Вводя обозначения
мер, R1 и R 2 в рассмотренной схеме).                                                        R     С
                                                                                        K п = ос + вх ,           Tи = R вх Сос , TД = R осCвх ,
 4.2. Пример расчета частотной характеристики ПИД-регулятора                                 R вх Cос
Определим передаточную функцию (рис.4).                                              запишем на основе уравнения ( 5 ) передаточную функцию ПИД-
              R  âõ
                           Cî ñ       Rî ñ                                          регулятора в виде
                                                                                                                   1
                                                                                             WПИД (s ) = −( K п +      + Tд s )                  (6)
                                                                                                                  Tи s
U âõ
                                                                                               5. ЗАДАНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
               Ñâõ                                              U âû õ
                                                                                       При выполнении контрольной работы по последней цифре номера
                                                                                    зачетной книжки выбираются номера вопросов и вариант задачи (на-
                                                                                    пример, цифра 3 соответствует вопросам 5.3, 5.13, 5.23, 5.33 и задаче с
                                                                                    данными из табл. 2 по третьему варианту).
                            Рис.4                                                                           Контрольные вопросы
       Определим эквивалентное входное сопротивление (в изображе-                   5.1. Назовите основные термины и определения МАРЭС.
нии)                                                                                5.2. В чём состоят предпосылки внедрения машинных методов расче-
                             1                                                      та?
                 R вх ⋅
                          SCвх               R вх                                   5.3. Приведите классификацию электронных устройств, особенности
      Z вх (s ) =                   =                                       (1)     информационно-управляющих систем.
                               1       R вх СвхS + 1
                   R вх +                                                           5.4. Какими параметрами характеризуются электронные схемы?
                           SCвх
                                                                                    5.5. В чём заключается сущность системного подхода при проектиро-
    и эквивалентное сопротивление цепи обратной связи                               вании электронной аппаратуры?
                            1        R С S +1                                       5.6. Каковы задачи анализа при схемотехническом проектировании
      Z ос (s ) = R ос +           = ос ос           .                      (2)
                          SCос            SCос                                      электронных схем?
     Учитывая большой коэффициент усиления операционного уси-                       5.7. Приведите блок-схему типового маршрута проектирования и дай-
лителя (потенциал точки А равен нулю), запишем изображения значе-                   те её краткое описание.
ний токов:                                                                          5.8. Назовите основные методы анализа электронных схем.
                  U (s )                               U (s )                       5.9. Приведите примеры основных видов расчета электронных схем.
      I вх (s ) = вх              ( 3 ) ; I ос = − вых                     ( 4 ).   5.10. Дайте краткую характеристику программ схемотехнического мо-
                  Zвх (s )                             Zос (s )
                                                                                    делирования.
       Допущение о высоком входном сопротивлении усилителя                          5.11. Приведите определение модели и сформулируйте требования к
предполагает равенство токов I вх и I ос . Совместное решение урав-                 ней.
нений              ( 1 )- ( 4 ) дает передаточную функцию                           5.12. В чём заключается иерархия математических моделей?
                    U (s )            Z (s )       ( T s + 1)( Tвхs + 1)            5.13. Проведите классификацию математических моделей.
    WПИД (s ) = вых              = − ос         = − ос                   .  (5)
                     U вх (s )        Z вх (s )         R вх Cосs                   5.14. Дайте общую характеристику моделей компонентов промышлен-
                                                                                    ной электроники.
                                                                                    5.15. Укажите модели элементов в программах Micro-Cap и EWB.
                                       11                                                                             12