Часть II. Применения

11. Линейные и нелинейные аналоговые вычислительные схемы

Современные цифровые вычислительные машины позволяют с высокой точностью выполнять различные математические операции с числами. Однако подлежащие обработке величины, как правило, представляют собой непрерывные сигналы, например изменяющиеся значения электрического напряжения. В этих случаях приходится применять аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Такой подход оправдывает себя только тогда, когда требования к точности результатов вычислений настолько высоки, что не могут быть обеспечены с помощью аналоговых вычислителей. Существующие аналоговые вычислители позволяют получать точность, не превышающую 0,1%.

Ниже подробно рассмотрены наиболее важные аналоговые вычислительные схемы, которые могут быть использованы для реализации четырех основных арифметических действий, операций дифференцирования и интегрирования, а также для представления трансцедентных и любых других функций. Основное внимание при изложении материала уделяется принципам действия предлагаемых схем. В дальнейшем будем считать, что применяемые в схемах операционные усилители являются идеальными. Вопросы учета реальных характеристик операционных усилителей при расчете конкретных вычислительных схем были подробно освещены в гл. 6. Приведенные в ней общие соображения следует принимать во внимание и при расчете приведенных ниже схем. При изложении материала, где это необходимо, рассмотрены специфические особенности отдельных схем.