Устройство для решения нелинейных задач теории поля

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ, содержащее КС-сетку, if узлу которой подключен первый информационный вывод первого ключа, подсоединенного вторым информационным выводом через накопительный конденсатор к шине нулевого потенциала, и компаратор, первый вход которого подключен к генератору напряжения специальной формы, а выход компаратора соединен с управляющим входом первого ключа, отличающееся тем, что, с .целью повышения точности работы устройства, оно содержит дифференциальный операционный усилитель, второй,третий и четвертый ключи и инвертор, выход которого подключен к управляющим входам второго и трегьего ключей, подсоединенных одними информационными выводами ,к второму информационному выводу первого ключа, а другими информационными выводами - соответственно к инвертирующему входу и выходу дифференционального операционного уси лителя и к информационным выводом четвертого ключа, управляющий вход W которого подключен к входу инвертор ра и к выходу компаратора, неинвертирующий вход и выход.шфференцйального усилителя соединены соответственно с узлом RC-сетки и вторым входом компаратора. 4 ю о 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 G 06 G 7 46

1"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ" . H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21). 3404874/18-24 (22) 17.03.82 (46) 15.99.83. Бюл. Р 34 (72) В.Е.Прокофьев, В.И.Великий, А.В.Фрид и A.Ã.Êèñåëü (71) Одесский ордена Трудового Красного .Знамени политехнический институт (53) 681.3(088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 566254, кл. G 06 G 7/46, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 481043, кл. G 06 G 7/46, 1973 (прототип) . ° (54)(57) УСТРОЙСТВО 11ЛЯ РЕШЕНИЯ HEJIHHEAHEK ЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ, содержащее RC-сетку, к узлу которой подключен первый информационный вывод первого ключа, подсоединенного вторым информационным выводом. через накопительный конденсатор к шине нулевого потенциала, и компаратор, первый вход которого подключен к генератору напряжения специальной

„„SU„„1042039 A формы, а выход компаратора соединей с управляющим входом первого ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно содержит дифференциальный операционный усилитель, .второй, третий и четвертый ключи и инвертор, выход которого подключен к управляющим входам второго и третьего ключей, подсоединенных одними информационными выводами,к второму информационному выводу первого ключа, а другими информационными выводами — соответственно к инвертирующему входу и выходу дифференционального операционного уси . лителя и к информационным выводом четвертого ключа, управляющий вход которого подключен к входу инвертора и к выходу компаратора, неинвертирующий вход и выход „цифференциального усилителя соединейы соответственно с узлом RC-сетки и вторым входом компаратора.

1042039

45

60

Изобретение относится к аналого- вой вычислительной технике.

Известны устройства для решения нелинейных задач теории поля, содержащие RC-сетку, накопительный конденсатор, подключенный к узлу

RC-сетки через ключ, управляемый широтно-модулированными импульсами (1).

Однако для указанных устройств характерна недостаточно высокая точность.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее RC-сет"t5 ку, накопительный конденсатор, генератор напряжения специальной формы, последовательно соединенные триггЕр

Шмитта (компаратор) и ключ, первый и второй выводы которого непосред- 20 ственно и через накопительный конденсатор параллельно подключены к конденсатору RC- ñåòêè, диодный ключ, выход которого соединен со входом накопительного конденсатора и вторым выводом ключа, и эмиттерный повторитель, подключенный входом к первому выводу ключа, а выходом — к первому входу триггера Шмитта и входу диоднбго ключа, причем второй вход триггера Шмитта подключен к выходу генератора напряжения Pj, Недостатком данного устройства является низкая точность риботы ,из-за неидеальности диодного ключа подзаряда.

Действительно, при отключенном от RC-сетки накопительном конденсаторе напряжения на нем отслаживает узловой потенциал с ошибкой, вызванной: погрешностью уровня подзаряда 40 из-за налияия порогового напряжения отпирания диодного ключа (U -), а также инерционность цепи подзаряда из-за наличия конечного сопротивления открытого ключа(Г,,).

В результате в момент замыкания ключа напряжение в узловой точке

RC-сетки изменяется скачком из-за перераспределения зарядов между обкладками конденсаторов, т.е. появляется ошибка.

Кроме того, с течением времени ошибка накапливается от периода к .периоду, что снижает точность рабо ты устройства. Причем с повышением частоты () коммутации, что необходимо для уменьшения методической погрешн9сти импульсного управления емкостью, аппаратурная погрешность (d ) растет, так как с)" =С%

0I где

"клС2 постоянная времени цепи подзаряда, 65 обусловления конечным сопротивлением ключа подзаряда.

Цель изобретения — повышение точности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее RC-сетку, к узлу которой подключен первый информационный вывод первого ключа, подсоединенного вторым информационным выводом через накопительный конденсатор к шине нулевого потенциала, и компаратор, первый вход которого подключен к генератору напряжения специальной формы, а выход компаратора соединен с управляющим входом первого ключа, дополнительно содержит дифференциальный операционный усилитель, второй, третий и четвертый ключи и инвертор, выход которого подключен к управляющим входам второго и третьего ключей, подсоединенных одними информационными выводами к второму информационному выводу первого ключа, а другими информационными выводами — соответственно инвертирующему входу и выходу дифференциального операционного усилителя и к информационным выводам. четвер того ключа, управляющий вход которого подключен ко входу инвертора и к выходу компаратора, неинвертирующий вход и выход дифференциально го усилителя соответственно соединены с узлом RC-сетки и вторым. ,входом.компаратора.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит резисторы 1 и конденсатор 2 RC-сетки, накопительный конденсатор 3, первый 4, третий 5, четвертый 6 и второй 7 аналоговые ключи, дифференциальный операционный усилитель 8, инвертор

9, компаратор 10 (например триггер

Шмитта), генератор 11 напряжения специальной формы 11.

Устройство работает следующим образом.

При периодическом подключении накопительного конденсатора 3 параллельно конденсатору 2 RC-сетки через ключ 4 эквивалентная емкость

С узла RC-сетки определяется скважностью импульсов, вырабатываемых компаратором 10. Йа вход компаратора 10 поступает узловой потенциал V и периодическое напряжение с периодом T=f, вырабатываемое генератором напряжения, специальной формы 11. Поэтому скважность импуль-. сов с выхода компаратора 10 зависит от V по закону, задаваемому формой выходного напряжения генератора 11.

Соответсвующим выбором формы .этого напряжения можно реализовать произвольную зависимость С > (V), что

1042039

Составитель A.Ìàñëoâ

Редактор М.Келемеш Техред М. Надь Корректор А.,Тяско

Заказ 7130/50 Тираж 706 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений-и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород,ул. Проектная,4 позволяет решать с помощью устройся ва нелинейные задачи теории поля.

При этом в отличие от прототипа при разомкнутых контактах ключа 4 подзаряд накопительного конденсатора 3 осуществляется через замкнутый ключ 7, включенный в цепь единичной отрицательной обратной связи операционного усилителя 8 через замкнутый ключ -5; Операционный усилитель 8 .тока от RC-сетки не по- 10 требляет, так как все время рабо,тает в режиме повторителя напряжения. При замкнутом, ключе 4 цепь единичной атрицательной обратной связи замыкается, через ключ б, а при .раз- 15 омкнутом ключе 4 - через ключи 5 и

7. Таким образом, ключ 7 находится в цепи единичной отрицательной обратной связи и его показатели аеидеальности (остаточное сопротивление открытого ключа 7.и пороговое напряжение, приведенные ко входу накопительного конденсатора 3) уменьшается в Кр раэ. При этом по стоянная времени цепи подэаряда, ббусловленная конечным сопротивле-: нием открытого ключа, равна т кл с (2) г .к г где К р — коэффициент усиления опера цнонного усилителя 8 беэ обратной связи.

Так как у операционных усилителей К и 10, то по сравнению с пр6тотипом влияние неидеальности ключа

7 (наличие порогового напряжения и конечного сопротивления открытого ключа) резко уменьшается, а точность работы устройства повышается.