Вроде все изъезжено вдоль и поперек, но есть нюансы из-за которых давным-давно я закусился с погромистами и выяснилось, что не правы были все))) и именно тогда я познакомился с Симоной.
У ПЛК, который мы разрабатывали, было 4 аналоговых выхода, напряжение на которых формировалось с помощью ШИМ, далее шел RC фильтр, после которого сигнал (отфильтрованная постоянная составляющая) подавался на ОУ и далее на выход (0-10В).
(Далее буду все показывать и рассказывать на основе расчетов симулятора SimOne, далее, что бы не прыгать по раскладке, буду писать Симона). Сделали вот так:
спад со скоростью -20Дб/дек
Скажу честно, описываемые события были лет 7 назад и не помню точно ход событий, то ли решили частоту понизить, то ли заказчику была недостаточна скорость установки, то ли недовольны были уровнем пульсаций напряжения на выходе, короче понадобилось введение более крутого (по спаду) фильтра. Ну что ж, сказано сделано, ожидаем вот это:
Дорисовываем следующую RC цепь:
Но в итоге заказчик стал выражать недовольство: уставка в какой то момент недотягивает и там какой то рычаг не вовремя приходил в какую то точку, а "конфета" уже начиналась заворачиваться))), при этом местный инженер говорил, что поправочный коэффициент вводить нельзя, т.к. если скорость работы линии соберутся менять, то и этот коэффициент тоже должен меняться, а в масштабах линии это катастрофа.
Стали разбираться, на что только не думали, даже уже гавкать начали друг на друга. Вот тут то симулятор глаза и раскрыл, когда уже практически все перебрали...
Оказывается АЧХ оказалась вот такой (красная линия):
Вроде мелочь, но за нее зацепились. А причина в том, что вторая цепь недопустимо нагружает первую и поэтому в точке перегиба получается «недосдача». В медленных процессах это никак и нигде не проявлялось, а первое же применение в динамичной системе, да еще и с ОС по перемещению, это ударило молотком по голове.
Решение нашлось быстро, При фиксированном ТАУ (ТАУ=RC), соотношение R3/R6 сделали равным 100, т.е. вторая цепь стала меньше нагружать первую в 100 раз:
И АЧХ стала как изначально мы и ожидали (зеленая линия на предыдущем рисунке)
Была мысль R6 дотащить до 1М, но остановились из-за риска утечек по грязи, которая обильно выпадала везде на объекте заказчика... (Про лак даже не говорите) и так были все на взводе).
В итоге все выдохнули, когда инженер заказчика позвонил и воскликнул!:
«Все работает как в аптеке!»
Цена вопроса: 2 номинала конденсатора и резистора на 4 каналах ПЛК.
Вот так, когда ситуация держит за нескромное место, она заставила изучить симулятор Симона и впоследствии Симона стала основным моим инструментом и верным другом в разработке всего и вся...