Нелинейные эффекты в системе осцилляторов (стр. 19 )

Рисунок 2.2 – Принципиальная электронная схема, которая моделирует уравнения (2.1). Номинальные значения резисторов и конденсаторов показаны на схеме. Переменные u, v, w являются значениями выходного напряжения операционных усилителей U1B, U2B и U3B соответственно

Схема блока В показана на рисунке 2.4. Он состоит из инвертирующего

Таблица 1 – Значения элементов, использованных в эксперименте

Символ	Параметр	Значение	Единица измерения
	Входной резистор инвертирующего усилителя U1A	100.0±1%	кОм
	Резистор обратной связи инвертирующего усилителя U1A.	100.0±1%	кОм
	Входной резистор, подключенный на инвертирующий вход интегратора U1В	100.0±1%	кОм
	Резисторы, подключенные на неинвертирующие входы интеграторов U1В, U2В, U3В соответственно.	100.0±1%	кОм
	Резистор обратной связи интегратора U1В.	100.0±1%	кОм
	Входной резистор инвертирующего усилителя U1A, с помощью которого изменяем параметр V.	2.0±1%	кОм
	входной резистор инвертирующего усилителя U2A	100.0±1%	кОм
	Входной резистор, подключенный на инвертирующий вход интегратора U2В.	10.0±1%	кОм
	Резистор обратной связи инвертирующего усилителя U2A, с помощью которого изменяем параметр R.	35.0±1%	кОм
	Входной резистор, подключенный на инвертирующий вход интегратора U2В	100.0±1%	кОм
	Резистор обратной связи интегратора U2В	1.0±1%	МОм
	входной резистор инвертирующего усилителя U3A	100.0±1%	кОм
	Резистор обратной связи инвертирующего усилителя U3A.	250.0±1%	кОм
	Входной резистор, подключенный на инвертирующий вход интегратора U3В	100.0±1%	кОм
	Резистор обратной связи интегратора U3В, с помощью которого изменяем параметр b.	375.0±1%	кОм
	Конденсаторы обратной связи интеграторов U1В, U2В, U3В соответственно	1.0±1%	нФ
Z1 Z2 Z3	Умножители напряжения AD633AN
U1A, U1В	Операционные усилители TL084CN

усилителя (на ОУ U2A) и суммирующего инвертирующего интегратора (на ОУ

U2B). Изменение параметра R осуществляется изменением сопротивления R9. Значение параметра R равна 0,01 части сопротивления R9. С усилителя в интегратор поступает сигнал Ru. Аналоговый умножитель Z1 уменьшает

амплитуду умноженного сигнала в 10 раз, поэтому, чтобы усилить этот сигнал сопротивление R8 ставится в 100 раз меньше сопротивления

Рисунок 2.3 - Блок А электронной схемы

Рисунок 2.4 - Блок B электронной схемы

Рисунок 2.5 - Блок С электронной схемы

R12. Вычитание переменных и в интеграторе осуществляется с помощью обратной связи (резистор R12 на рисунке 2.4) и резистора R8.

В таблице 1 показаны значения элементов использованных в электронной схеме.

Блок С показан на рисунке 2.5. Аналоговый умножитель Z2 умножает переменные и . Коэффициент 2.5 осуществлен с помощью резистора R14. Изменение параметра b осуществляется изменением сопротивления R17 и равно 1000 деленное на значение R17. Блок C состоит из инвертирующего усилителя (на ОУ U3A) и инвертирующего интегратора (на ОУ U3B). Вычитание переменной в интеграторе осуществляется с помощью обратной связи (резистор R17 на рисунке 2.5).

В электрической схеме значения параметров σ и b в уравнении (2.3) соответствуют фиксированным значениям σ=10 и b=8/3.

Наконец, следует отметить, что из-за неизбежного наличия нелинейности в умножителях, реальная схема, по сути, не воспроизводит идеальную симметрию уравнения (2.3) при изменении знака напряжения u и v.

2.3 Характеристики используемой элементной базы

При выполнении данной работы мы ставили перед собой задачу собрать установку с наиболее хорошими характеристиками. Устойчивость реализации полученной от установки не должна изменяться со временем. Поэтому основными требованиями, которые мы предъявляем к используемой элементной базе являются термостойкость, устойчивость к внешним шумам и качество радиокомпонентов.

Таблица 2 –Технические характеристики и внешний вид потенциометра 3296W

Технические параметры	Значение	Внешний вид
Количество оборотов	25
Номинальная мощность, Вт	0.5
Размеры корпуса	10мм.*9.5мм.*4.85мм.
Температурный диапазон	-55о С - +125 о С
Диапазон номиналов	от 20 ом до 2 Мом
Расстояние между выводами	2.5 мм
Температурный коэффициент	±100 ppm

Таблица 3 –Технические характеристики и внешний вид потенциометра конденсатора WIMA 0.01 uF

Технические параметры	Значение	Внешний вид
Максимальное напряжение, В	100
Точность конденсатора	±1%
Размеры корпуса	5мм.*5мм.*5мм.
Температурный диапозон	-55о С - +100 о С
Диапозон номиналов	от 33 пФ до 0,033 мкФ
Расстояние между выводами	4 мм
Коэффициент рассеивания	4х10-4

Таблица 4 – Основные параметры и внешний вид операционного усилителя tl084cn

Технические параметры	Значение	Внешний вид
Корпус	DIP-14
Тип ОУ	Стандартный
Количество каналов ОУ	4
Напряжение питания	6…36 В
Ток собственного потребления	1.4 мА
Частота единичного усиления	4 МГц
Максимальная скорость нарастания выходного сигнала	16 В/мкс
Диапозон рабочих температур	-40…100 о С

В эксперименте были использованы: SMD резисторы высокой точности (рисунок 2.6), термостойкие конденсаторы с малым коэффициентом рассеивания, малошумящие операционные усилители и аналоговые умножители. Точности элементов приведены в таблице 1.