Рис. 9.12. Векторный сумматор.

Этот способ подходит также для определения векторной суммы многих составляющих. Нужные члены добавляются в знаменатель [V+Vi).

Необходимо, конечно же, создать аналоговую схему, которая будет вычислять эту сумму, причем сделать это не всегда просто. Однако силы можно сберечь, если определять векторную сумму двух величин в следующем виде:

(9.23)

используя аналоговую ИС с передаточной функцией вида

V,„, = yZ/X. (9.24)

Примеры такого типа кристаллов, представляющих собой аналоговые умножители/делители, можно найти в недорогом семействе AD533 фирмы Analog Devices. Типичная схема показана на рис. 9.12. В этой схеме в качестве операционного усилителя можно использовать любое устройство из семейства 741, но характеристики схемы будут заведомо лучще при использовании высококачественного усилителя из этого семейства. Фирма Analog Devices рекомендует использовать AD741.

Определение вектора включает в себя как его модуль, вычисляемый по схеме рис. 9.12, так и направление. Если вам нужна информация о направлении, то нужно предусмотреть схему, которая бы ее формировала. В нашей системе направление

можно определить через угол следующим образом:

0 = arctg(l/3/l/), (9.25а)

0 = arctg(l/j/l/). (9.256)

Эту функцию можно реализовать с помощью ИС типа AD533, включенной в цепь обратной связи операционного усилителя. Напряжение Vb подается на вход Z кристалла, а напряжение Va -на вход X. Выходной ток схемы AD533 суммируется с постоянным током от эталонного источника на инвертирующем входе повторителя с единичным коэффициентом усиления. Выход этого каскада через аттенюатор подается на вход У схемы AD533. Величины сопротивлений подобраны таким образом, что показатель степени (т) равен 1,2125. Такая схема разрешает уравнение

1,2125

0 = /С

t t

.AY) Z/X

(9.26)

Величины Va и Vb в этой схеме всегда должны быть больше нуля (положительны), поэтому устройство является одноквад-рантным. Однако можно задействовать все четыре квадранта, если включить в схему знаковый детектор-компаратор (инвертор, который включается при несовпадении знаков напряжений) и соответствующую управляющую логику. На практике обычно соответствующие входы Va и Vb включают параллельно.

Модуль специальной функции

Если вы занимаетесь разработкой аналоговой электронной аппаратуры, то вам непременно нужно познакомиться с набором функциональных модулей, выпускаемых фирмой Burr-Brown. На рис. 9.13 показаны функциональные схемы и соединения выводов для модулей типа Burr-Brown 4301 и 4302. Общая передаточная функция такого модуля имеет вид

E.u. = V,iVjV,r, (9.27)

где т - показатель степени (0,2:т:5), величина которого устанавливается с помощью внешней резистивной схемы Ri/Rz-В зависимости от схемы этот модуль реализует следующие аналоговые функции:

• умножение •деление

•возведение в квадрат •Извлечение квадратного корня •возведение в степень

•корни различных степеней

•синус

• косинус

•арктангенс (Y/X) •векторная сумма

ZSkOm

У.0-1

VzO--

"ее О

Регс юроапа смещения

Логарифм усилитель

А301/Ш2

<)

Усилитель логарифм отношения

Внешняя резистивная схема

Е -Q

В С А

Рис. 9.13. Функциональный модуль типа 4301/4302, а - функциональная схема.

£bi.k-Vj,(Vj/V), 0,2<m<5. Схемы соединений: б -т=1; в -0,2<т<1;

т=«г/(Л1+йг). «i+s<200 Ом; в-1-ст<5. ш = (Д1+;?2)/Л2, Й1+Д2<200 Ом.

Программирование работы модуля осуществляется за счет показателя т. Величина т устанавливается с помощью резисторов .1 и i?2. Если все три вывода (ABC) замкнуть накоротко, то т=1 и передаточная функция примет вид

(9.28)