Der lineare stationäre Analogrechner (Übung 3)

In dieser Übung soll ein Einstieg in die Abbildung mathematischer Funktionen auf Schaltungen mit Operationsverstärkern erfolgen.

• Wir betrachten hier nun resistive (zeitunabhängige), d.h. (ideale) Widerstände.

Der Simulator ist am Ende der Übung eingebettet. Die Schaltung wird in den Editorbereichen gespeichert, kann aber nicht direkt vom Simulator genutzt werden.

• Daher muss man eine Schaltung aus dem Editor in dem Simulator über den Clipboard Speicher kopieren.

  • Im Editor gibt es rechts zwei Pfeilbuttons. Der nach unten zeigende Pfeil ist die Past Operation, der nach oben zeigende Pfeil ist die Copy Operation.
  • Alternativ kann Ctrl-C und Ctrl-V verwendet werden. Paste via Button funktioniert nicht in allen Browsern, leert aber das Editorfenster.

• Im Simulator gibt es über das File Menü "Import from Text" und "Export to Text" als Schnittstelle.

Das Lineare Polynom

Es soll folgendes lineares multivariates Polynom mit einem Analogrechner berechnet werden (Variablen sind a, b und c):

Der Analogrechner wird mit Operationsverstärkern und den grundlegenden Beschaltungen aus der Vorlesung aufgebaut.

Aufgabe 1. Welche Schaltungen werden dazu benötigt (nur die zur Auswahl stehenden dürfen verwendet werden)?

Aufgabe 2. Jetzt soll die obige Berechnung mit geeigneten Operationsverstärkerschaltungen im Simualtor aufgebaut werden. Dabei gibt es drei veränderliche Spannungsquellen für die Variablen a, b und c mit einem einstellbaren Bereich 0-10V. Der Ausgang soll mit einem Voltmeter gemessen werden. Wähle die Widerstände zu einem Bezugswert von R=10 kΩ. Benutze einen idealen Operationsverstärker mit Standardeinstellungen (Speisespannung ± 15V).

VEJB

Aufgabe 3. Jetzt soll die Schaltung getestet werden und für die verschiedenen Testfälle die Ausgangsspannung gemessen werden. Berechne das Ergebnis auch analytisch (nachfolgend ist ein einfaches Programm welches die Berechnung ausführt). Was fällt im Vergelich zu der numerischen Berechnung auf?