Analog Dator
Och vad är nu det?
Jo, det är när man gör matematiska beräkningar , inte med en digital dator som idag, utan medelst analoga signaler.
Hur då?
Detta är byggstenarna som man använder sig av.
En beräkningsvariabel kan representeras av en analog spänning eller en vridningsvinkel på ett servo.
En logisk variabel kan representeras med ett relä: till eller från.
För att kunna addera/subtrahera variabler använder man sig av operationsförstärkare (op-förstärkare) enligt följande:
En op-förstärkare har en positiv och en
negativ ingång med hög förstärkning.
Ingångarna har virtuell jord-potential, dvs
håller alltid noll-potential, och drar ingen
ström (i varje fall inte jämfört med vad man
matar via ingång- och
återkopplings-motstånden!).
Genom att använda sig av olika ingångs- och
återkopplingsmotstånd kan den
resulterande strömmen genom
återkopplingsmotståndet bestämmas och
därmed utspänningen. Flera insignaler kan
samtidigt adderas och/eller subtraheras.
Med ett servo skapas en vinkelvridning. Ofta är den proportionell mot insignalen, men kan även ha en olinjär funktion inbyggd i återföringskedjan..
Drivningen av servon kan med fördel utföras med en magnetisk förstärkare, dvs man kan med en liten ström ändra den magnetiska mättnaden av kärnan och således variera dess transmissionsgrad/förstärkning.
Om servot i sin tur driver en potentiometer kommer en analog signal, som matar potentiometern, att multipliceras med den funktion som servots vinkel representerar. Om potentiometern är olinjär kommer multiplikationen att ske med den olinjära funktionen av servo-vinkeln...
Ett servo kan utföra division genom att drivas av skillnaden mellan divisor och produkten av dividenden och kvoten. Ekvationen a/b = c innebär ju att sambandet a = b*c gäller, dvs servot skall ställa in sig så att a blir lika med produkten b*c.
Ett servo kan även utföra integrering. Exemplet med division är egentligen en integrering av felsignalen till dess den är noll. Vid integrering har man ingen återföring utan insignalen driver servot direkt - servots positionen blir den integrerade insignalen.
Nu är det "bara" att reda ut vilka samband som man vill realisera. Alla variabler måste "skalas". Därför går det åt en hel del op-förstärkare. Och varje multiplikation måste ha en servo-vinkel som driver den potentiometer som realiserar den funktion av servo-vinkeln man vill multiplicera med.
En potentiometer har en utspänning som funktion av vinkel. Med hjälp av inkopplade "tappar" (uttag på valfri vinkel-position av en potentiometer) och motstånd kan utspänningen fås att se ut lite hur som helst. Man kröker till en önskad funktion genom olinearisering.
En användning är att kröka utspänning av en potentiometer så att den beskriver en sinuskurva för ett varv. Om då servots vridning representerar aktuell kurs, kommer ju potentiometern att leverera Sinus för aktuell kurs. Enkelt - eller hur!
En återkoppling över en op-förstärkare kan göras icke-linjär med hjälp av dioder och extra motstånd.
Jo visst - det kanske gick en gång i den gråa forntiden säger Du.
För flygvapnet´s Draken J35 anskaffades ett antal simulatorer i början av 60-talet. En av dessa har efter modifiering till nya funktioner för framförallt navigering (pga annat navigeringssystem!) sålts vidare till Österrike under 80-talet. Den simulatorn var - faktiskt! - i drift fram till 2005! Med sin helt analoga del för den aerodynamiska beräkningen liksom jet-motorn! Det är en grundkonstruktion som har fungerat i över 40 år!
Säg den PC eller annan "modern" dator som slår det!