Analog Computers

Manual / Guide · 1985

VERO Analog-Computer AC 46093 — Application Electronics

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German-language operator manual and application guide for the VERO AC 46093 analog computer, a compact briefcase-form educational machine developed by BICC-VERO in collaboration with Hochschule Bremen. Covers operating modes (IC/OP/POT), computing elements (6 integrators, 3 summers, 3 difference amplifiers, 2 multipliers, 12 coefficient potentiometers, 4 diodes), technical specifications, master-slave linking of multiple units, and an applied example of DC motor speed-control simulation.

Manufacturer
VERO / BICC-VERO
System
VERO Analog-Computer AC 46093
Year
1985
Type
Manual / Guide
Language
German
Learning track
machine reference
Pages
12
  • VERO Analog-Computer AC 46093
  • VERO / BICC-VERO
  • analog computer
  • operational amplifier circuits
  • control systems simulation
  • education

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VERO Analog-Computer AC 46093 — Application Electronics

VERO INHALTSVERZEICHNIS ELECTFONICS VEI(B 09/85.115-44214G ' Printedin West Germany'BVE 315 *; e'9t pellg-zld ule rnl ueuolDlunls6ue6raqn lerdsgaquue.r6o16ayqn;ebue sep lnJ egq 6unlleqcs,reuqce.r6o;euy oL $)q I I t ' (roqroJ qcS-AX tuourailrrJ polle-Z1d urornl ueuorplun;sOunbe4reqq leuqcrezeO) 'uoproMuopunq -ran,,OOl"osqcngiop lr.u,,9" llundraluurnsrop gnur r.urlrozuoqcog) utes nzeq '(s ! 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Zirpelvon der Hochschule Bremen gelungen,einen Analog-Computer in quasi Aktentaschenformat zu entwickeln. DieLeistungsfdhigkeit ist vergleichbar mit herkommlichen Analog-Computern. Trotz geringemSchaltungsaufbau wird eine hohe Rechengenauigkeit erzielt.DerEinsatz verschleiBfreier gewdhrleistet kontaktloser Analogschalter eine groBe Betriebssicherheit, hoheRepitierfrequenzen und eine lange Lebensdauer. Der Bedienungskomfort ist bestechend. O Das Gerdtverftigtriber6 Integrierer,'3 Summierer, 2 Multiplizier er,12 Koeffizien3 Differetlzverstdrker, tenpotentiometer und4 Dioden. O 3-fachKippschalter frir Betriebsartenwahl: 1. lC : lnitialCondition(Anfangsbedingung einstellbar) 2. OP : Operate(Rechnen) 3. POT: PotSet(Potentiometerabgleich) O Ein Digitalvoltmeter zeigtdie Einstellung der zehngdngigenKoeffizientenpotentiometer an. O ln der Betriebsart.,,Repitierendes Rechnen"lassen sich die Losungskurven als flimmerfreie Oszillogrammedarstellen. O ZweiodermehrereAnalog-Computereinheiten konnenfUrkomplexe Rechenprogramme zu einerGroBrechnereinheit verkniipftwerden.Dabeitibernimmt (Master) einAnalog-Computer dieSteuerlunktion der tibrigenals Slavesgeschalteten A-Computer. Dazu je Gerdtin die entwird der Master-Slave-Schalter (sieheS. 9). Positiongeschaltet sprechende 16.4 O 3 Rechengliedersind als Differenzverstdrker ausgefr.ihrt.Mit ihnen lassen sich wichtigeOperationsverstiirker-Grundschaltungen einfacher realisierenals mit Summierern, wie z.B. nichtinvertierende Verstiirker, Impedanzwandlerund Schmitt-Triger.Differenzverstdrkerlassensich nachdem Verbindendes nichtinveftierendenEingangsmit Massenattirlichauch als Summierereinsetzen. O Alle Integrierersind ohne zusdtzlicheBauelemente auchals Summiereroder Inverterzu verwenden. O Die Summiererkdnnendurcheine externeBeschaltung mit einem steckbarausgeftihrtenKondensator in Integrierer umgewandelt werden. O Alle Rechner-Bauelemente befindensich auf einer einseitigbestticktenGroBplatine(siehe Abb. 2) keine langen Leitungenbzw. Kabelbdume: stdrsicher. + 8 Voltfrir die OperaO Die Versorgungsspannungen tionsverstdrker,+ 5 Volt fiir Referenzund + 12 Volt ftir die Multiplizierer befindensichaufeinerseparaten Netzteilplatine. O Ubersichtliches Steck- bzw. Programmierfeld (siehe Abb.3). O Das Programmierfeldenthdlt vergoldete 2 mmMiniaturbuchsen. O Der Lieferumfang enthdltein Laborkabelset mit 2 mm Brlschelsteckern f rir insgesamt55 Verbindungen. O EinAluminium-Rahmen-Koffer mitZahlenschlossern sorgt ftir eine sichereVerpackung 9'9 t )clllS : )I$'zfe$ :75 laslaqels6unpuqian zs e6ogt cv rolnduoc-60leuv 0unuqcrezeg YIS fn opoc-llolsog 09 0e 9l I'L (uc) e0ue-1 9 I 9t 0e tcnls :JolrPlsjo^ srl/n g'0 /'Aols -zua'leuto/alEu pun :rarorruuns sd/Ag'Z JaJoU6olul/oleu ^^olS v e z t 'sod :uorploluoy ropuoOlol urJalcolsloL{csng se6 uur lrru llpqluolesleqels6unpurqron Z loqeyoqel 'rolJo)-uoruqeH-nM L punlosloqe)s6unpurqral relnduro3-6oleuV LArsnllur L :6unla;e11 :o[JoJg suur 9t' lxozzxezv :qcolquapog uorxolornleu'unrull.rjnlv :o[Jotc (g x t x g) ,uLr.rg'lx LlZxeZV :e11e;dluorg oqJe3 uorxololnleu'untulunlv gn6z1udg- r.r.r nIuItrlnlV :uourqeu/lPuolPrI :uourr{EU . 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Erhdlter eine Eingangs-und Rrickfiihrbeschaltung, so konnenmitihm- je nachBeschaltung- mathematische wieAddition, Operationen Subtraktion,Differentiation und lntegration ausgefUhrt werhataufgrund den.DerOperationsverstdrker seinerungew6hnlich vielseitigen Anwendungsmoglichkeiten eine zentraleBedeutung in der Analogtechnik. Auch hier guteMoglichkeiten bietetderKleinst-Analogrechner ftir Erprobung der gdngigen einepraxisnahe Grundschaltungen. DerKleinrechner enthdlthochwertige, integrierte Operationsverstiirker inCMOS-Technik. Siesinddauerkurzgeringe schluBfest undzeichnen sichdurchbesonders (ca. 1 pV) und geringenEingangsOffsetspannung gleichstrom (ca.10pA)aus. Betriebsarten gemdBAbb.2ermdgDiesehreinfacheSteuerschaltung lichtdrei Betriebszustiinde, die mit dem Betriebsartenschalter angewdhltwerden konnen. Dieser hat drei Positionen: Polentiometerabgleich POT lC lnitialCondition OP Operate Abb.2 Abb.1 Schaltungssymbol Das Schaltungssymbol des Operationsverstdrkers findetman in allen Grundschaltungen. lm Hinblickauf weitere Einzelheitenwird hier auf das umfassende Schrifttumzum ThemaOperationsverstdrker verwiesen. In derBetriebsart,,Operate" kannmittelsSchalter zwi(singleshot) Rechenvorgang scheneinemeinmaligen (REP)gewdhltwerden.Da sich und Repetierbetrieb (1ms)einstellen auchsehrkleineIntegrierzeiten lassen, kannmanz. B. im Reoetierbetrieb flimmerfreie Oszillogrammevon Ubergangsfunktionen erzeugen.Dabei werdenRechen-und Pausenzeit von einemastabilen (OV1)mit einemPuls-Pausen-Verhiiltnis Multivibrator von5:1undeinerzwischen1 und100Hz einstellbaren Frequenz vorgegeben. In der Betriebsart werdendie Inte,,lnitialCondition" grierer-Anfangswerte gesetzt(s.Integrierer). AuBerdem werdendie Rechenschaltungen in dieserBetriebsart aufgebaut. DiegenaueEinstellung der Koeffizientenpotentiometer erfolgt in der Betriebsaft,,Potentiometerabgleich". Dabeiwird der Potentiometereingang an die positive Referenzspannung, der AusganEan das Digitalvolt(s. Koeffizientenpotentiometer). meterangeschlossen ZwischendendreiBetriebsarten unddenSignalpegeln frihrenden derzudenAnalogschaltern Signalbusse AS1 undAS2bestehtderfolgendeZusammenhang: Betriebsart POT rc OP 16.6 Signalpegel AS1 AS2 H L H H H L V L'91 ilqqv + + on+ zn+ rn)f +- = vn' e lP('gnoL en!'O+ zn t'O+ tn L-O) (sn+ zn+' not - =vn'Z ue6unqcrelg (nnOl+on0t +tn +tn +tn) - =vn.t 0l 0r 0t 0t t 9'qqv rn _sn :vn. , rn.!L:vn.F =n= oi'i '; (on0t+ en+ zn+ rn)- : vn'! 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Symbol Ut Uz Symbol Ue Gleichung UA: I U1. U2 Spannungenin Volt F" Abb. 9 F^ Sie lassen sich auch als Quadrierer,Radiziererund Dividiererbetreiben.Dafrirsind in der nachfolgenden zusammengestellt. UbersichteinigeSchaltbeispiele Quadrierer Schaltung UE F. tc O- F^ U o: 0,2' U ? Radizierer S ;----9 0 ,0 1 l oo OP: Operate lC: InitialCondition Widerstandswertein MO KapazitAtswertein pF Abb.7 Vonden Schaltungsmdglichkeiten, die sichfrlrden Integriererergeben,werdeneinigebeispielhaftaufgezeigt. U e:2,24' IW J Dividierer Beispiele Integrierer T: 1 sec Integrierer T: 1 0ms tc tc Summierer K :1 E2 F^ F^ Un- r J l u , * U z + U s ' 1 0 Ur ' 1 0 Us) d t Ur c Un : 5 'u* -UA:-(U2+ U3+10U4+10U5) Abb. 8 Abb.10 16.8 Spannungenin Volt ZSV T oo o ISV 6' 9r 9 r 'qqv e|qqv o (tlod-zuonDail) Q"^",. 'uapunqro^ (esseyl'ZSV'LSV)6unuLlcraz ropueurolrur olle uapro/rt -og rop pueqcerdslue6uebsneronols puogorlqcsuv'uopra^lelleqcse6a^els uesqoulo€ rolnduroo-6o1euy uepuleddolnzue allV orpur uossnur 'luenofor ap )il rolspy\0unglelsreleqcg lroqurolerluo1 r.1coH raJarLlouqouloqloddoyruI olplqlolquolraLlurolou 'reqrqnltlclnp Jolsen6un1;e1s pursqoulaq -Jalleqcsrop ur rnu uouorleredoueqceg rororr.lor,u 0unldnu1re1 -lozurf reg'relnduro3-6opuy orq rnl lOrloueq uopJolanplspunrolse4 uouesqoulog qeuleg-e^els-relseuu 'do ! dfu :lrezreubelul olsuraly Grl lO'Ox i5169;)su.r;. :SrulleLlro^uosnEd-slnd L:9 'oou :lrazuaLlcou/'do sL"' sLU 0L :Uozuor.,lcouTloqg epbutg s 00f ' " s OL 'uros zH sle ragolO ]sqcrlOoru OZ roqEO'uollalsnzrep do1so1lrz zuenber;rerledeg arpa1;1os orp lqols -sO LuopIne uolrnls6unsol erp 1te1qcrl6on -oq uoqaue6'lour.lcrozo6;ne reqrerqcs-l-A/ -X tlouta lluJ ,,loqs e16urg"uesqaulog rop ur uarun>1s6unso1 ueueperqcs orpuopro^osrolurtoqcrlqn'uelereOeqebsny erp ueqcr;6or.n -ronlne uenrnls6unsgluon 6un;1e1sre6 -ra ,,'dO 'deg" pun ,,1oqge;0urg"uouesqaulogolO qaplog-'dO'deU - 1oqge;6u;g z | qqv rL' qqv roleuollualod ueluarzrgeo, 6un)iuetqV-X o o JaIPqcslsE_L o T + o of D : l :uopunlos ul llozuot|COU L 'uouelsuo:qculs 6ueb -ro^qrarqcspun -uoqcou lap olprodg lqe;eg uep llurgep 'raqcrslllolsualqelon sosatc 'uouqounzJo^ lereuOalu;uereq6nyenuloutolrur6unlualqeltozotp 'r..lc!lqn so lsr Jaqtarqcs-A-X ruop]nu 6unlga1sle6 rag '7 'ue66uleOsrelnduo3 -6o1euy sep leu6rslcolr.lcogruop ltru 6un>1ue1qe -llaz olp plm dolsolltzsgruop1ru ua6un;;elsleqtog 't :sre/lu!H 'cla 'VgOeZteefy 3 lonlg 'I) SZ zlEMqcS B opor1u'99 LgLdH 'etgg fld sdllLld'OOZLIA-lsrosurl '06/ f S Ogg 'g'z pursloqtolr1cs-A-X ayemsualqe;dr-u3 'lejaoaqeosnvsle (reqrerqcg-uoleurploolrannT) reqrerqcs-A-Xruoutoll.u pun/ropolera6lqcrgsledo>1sol1rzso ruoutaltu rapolAluo uessruqeOieueqceg-0ogeuV uo^ 6un11e1sre6 er6 161oye elele6aqe6sny 'snen O'guon0unuuedgeuesseureb ourolsrol O'I o6razuvarq 'yqnleb e6rezue;e16lq lop qleqrotun,,17\AO" asLlcngorplne 6unuuedgopuolotsso -ralurorpprm roqe6 'lapuomron(aO'Ct uayesqerrleg) '611ern1 qcne uJopuos'(IOd uabunsseusOunuuedg rolor.uorluolod rop uollolsurf[unzlnu lqctu Uesqerrlag) uon OrbuBqqy nng sep p;r^ Uesqouloguolllle/v\e6:ep (nnA) ralaurl;on;elrbrg sctNoutc:t'tl oufn 'uapunqloAre1eu1;on;elrOrg '16eleb(n S +) tlroplrruralrolLlcslap plt/v\Orgrezqcrelg Ounuuedszuarolau enrlrsodotp lne 6ue6ute;e1euor1 -uolod rop srolleqoslsel uolouproe6nzsep ue6rlelag lr.u pJrA ,,qcraloqy-relouotluolod" UesqotJtaglop ul r |qqv zt 'ol '8'9'n'zd r r '6'r '9'0'r d sn€-iInc H3-Lfy!Ot1Nl10d ufc eNn1lVH3S 'pursro;llerluelod g ue6rrqnorppuorr1em'lerl -ualod-ossenlnp lsol g uebarlualauorluolod Z LlLues e1n6 -e6suruop uon 'lolsropqemo6 1re16rneue61;e1sur3 eOrezuelelrOr6 uaOr;le1srerp roplruJ6unpurqraTl uruebour saLlorluorop'llolsaOura -rensOunso;lnV urelaurorluelod -lopuaM ue6r6ue6uqaz lrru uapra^ uoluorz4looyorq rolauo!luolod - ualue!z!$ao) NOII\DIITdd\/ VERO AtilPilt(FutoN Fallbeispiel ELECTR()NICS Drehzahlregelungeines f remderregtenGleichstromNebenschluB-Motors. der Kennlinien wird eine Linearisierung Vorausgesetzt im Arbeitspunkt. Ubergangsfunktionen und wird auf sein F0hrungsverhalten Der Regelkreis untersucht.Die Ubergangsfunktionen St6rverhalten aufgezeichnet. wurdenmiteinemX-Y-Schreiber Ubersichtsbild Ubergangsfunktion bei Fiihrungsverhalten(Z : 0l LV: M: T: 'n: Leistungsversterker Motor Tachogenerator Drehzahl SignalfluBplan schnellund Die RegelgroBefolgtder FtihrungsgroBe schwingungsarm. bei Storverhalten(w : 0) Ubergangsfunktion Analogrechnerschaltung wird die AnalogrechnerAnhand des SignalfluBplans schaltunqerstellt. q: O,2 az= O,262 at : O,276 cs : 0,2 K a:2 6 2 Tr : '1sec T z :5se c Tr : 3.62 sec Mit diesenWertenwurdendie Ubergangsfunktionen geschriebenbzw.aufgenommen. - ll_- r Zeitablenkung :m\ - + l)/ - X-Schreiber Die Wirkungder StorgroBe(Z) wird schnellund ausgeregelt. schwingungsarm I Lt'9t I!ur.{ca}orDlal3 , o2 o!ruoqc n - l1l o = rd w\ 0 = (0)/r) r!lels ulz!pou\l-o!g e;6o1o1g u!z!peuu I!s^r{d l!leuaqlew sSrNoulcS'lf oufn NlIDNN(INS'WV\/