6-4-3. Моделирование вольт-амперной статической характеристики (ВАХ) туннельного диода.

При различных схемах замещения туннельного диода одним из элементов этих схем является нелинейный элемент, имеющий характеристику статической ВАХ этого диода. С учетом большой крутизны ВАХ моделирование характеристики на стандартном диодном блоке нелинейности методом линейно-кусочной аппроксимации затруднено. Вольт-амперная характеристика туннельного диода аппроксимируется либо тремя экспонентами

i (и) = А {е- - е-° ) -f-B (е* - 1),

либо выражением типа двучлен

i (и) = Л е-° + В (gbw-1).

Пользуются обычно выражением типа двучлен , так как, зная ВАХ, его коэффициенты определить проще. Здесь приведена схема, моделирующая выражение типа двучлен .

ПриМ(=1 ai = a; а2=Ь.

6-4-4. Моделирование статической характеристики последовательно включенных резистора и туннельного диода.

При i?2=oo моделируется статическая ВАХ туннельного диода с малым сопротивлением последовательно включенного резистора.

Схема состоит из суммирующего усилителя / и модели падающей характеристики на усилителе 2, включающей плоскостные кремниевые диоДы. Регулировкой i?2 можно изменять форму петли гистерезиса, а изменением отношения Rs/Ri - наклон ВАХ в начале координат,

при увеличении и возрастают щ и i до тех пор, пока их линейная комбинация не достигнет значения, достаточного для открывания диода Дз. Тогда ток г начинает уменьшаться, что приводит к одновременному увеличению 1, которое в свою очередь еще больше уменьшает I. Происходит скачок щ в сторону увеличения, а I в сторону уменьшения до тех пор, пока не откроется

-и, Л ? о-

Х==2 Г rcbt

цепочка, состоящая из двух последовательно включенных диодов Д, и Дг, которая ограничит положительную обратную связь. При дальнейшем увеличении и происходит увеличение i с наклоном, меньшим, чем в начале координат, так как открыта дополнительная обратная связь через диод Дз. При уменьшении и наступает момент, когда диоды Лх и Дг закрываются и снимают ограничение с положительной обратной связи, которая способствует скачку напряжения и (в сторону уменьшения) и скачку тока i (в сторону увеличения), пока не закроется диод Дз.

Для получения гистерезиса необходимо выдержать соответствующие отношения сопротивлений потенциометров i?2 и i?6 к сопротивлениям резисторов обратных связей усилителей / и 2.

Для получения более резкого излома в вершине графика (при 2=оо) необходимо i?3 подключить не к земле, а к источнику опорного напряжения.

Вольт-амперная характеристика наст)аивается Экспериментально регулировкой потенциометров и R и остальных резисторов.

6-5. схемы моделей характеристик

некоторых механических систем. элементов и узлов

6-5-1. Схема модели сухого трения.

Как правило, при моделировании сухое трение воспроизводится в соответствии с формулой тр=Л sign х, и для его модели применяется усилитель в ключевом режиме. В действительности Fp после скачка при проходе скорости через нуль имеет падающий участок и только с определенной скорости начинает возрастать. В схеме, воспроизводящей сухое трение, скачок Fp при проходе скорости через нулевое состояние осуществляется с помощью четырехдиодной мостовой схемы.

Падающие участки Етр{х) или Д/тр формируются с помощью блока нелинейности Ф. Обе составляющие суммируются на выходном усилителе.

6-5-2. Схема, реализующая кусочно-линейную аппроксимацию характеристики сухого трения на одном усилителе.