Устройство для моделирования индуктивности

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИВДУКТИВНОСТИ, содержащее первый , второй и третий усилители напряжения , между выходами и неинвертирующим входом первого и первыми неинвертирующими входами второго и третьего усилителей напряжения включены соответствукяцие масштабные резисторы, фазосдвигаюпсий. конденсатор и резистор с управляемой проводимостью , которые включены соответственно между первыми неиЕшертирующими входами второго и третьего усилителей напряжения и шиной нулевого потенциала, неинвертируюищй вход первого и первый неинвертирующий вход второго усгтителей напряжения являются соответственно входом и выходом устройства, инвертирующий вход первого усилителя напряжения соединен с первым неинвертирующим входом второго усилителя напряжения , отличающееся тем, что, с целью повышения его точности путем обеспечения возможности модеi лирования безынерционной индуктивности , второй неннвертирзпощий вход второго усилителя напряжения соединен с первым неинвертирутощ11м входом третьего усилителя напряжения, второй неинвертирующий вход которого . подключен к неинвертирующему входу . зякн)Ъ первого усилителя напряжения. tnaok ibO

„„SU„„1120 6

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИХ

06 G 7/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОЬЛУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3562011/24-24 (22) 09.03.83 (46) 23. 10.84. Бюл. У 39 (72) А.В. Бондаренко и А.С. Бельмас (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Патент США У 3603903, кл . Н 03 Н 7/00, опублик. 197 1.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N- 3314293/24, кл. G 06 G 7/26, 1981 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ, содержащее первый, второй и третий усилители напряжения, между выходами и неинвертирующим входом первого и первыми неинвертирующими входами второго и третьего усилителей напряжения включены соответствующие масштабные резисторы, фазосдвигающий..конденсагор и резистор с управляемой проводимостью, которые включены соответственно между первыми неинвертнрующими входами второго и третьего усилителей напряжения и шиной нулевого потенциала, неинвертирующий вход первого и первый неинвертирующий вход второго усилителей напряжения являются соответственно входом и выходом устройства, инвертирующий вход первого усилителя напряжения соединен с первым неинвертирующим входом второго усилителя напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его точности путем обеспечения возможности моделирования безынерционной индуктивности, второй неинвертирующий вход второго усилителя напряжения соединен с первым неинвертирующим входом третьего усилителя напряжения, второй неинвертирующий вход которого . подключен к неинвертирующему входу первого усилителя напряжения °

1120369

15

Изобретение относится к аналого- вой вычислительной технике и может быть использовано при моделировании параметрических дифференциальных уравнений; а также для построения различных устройств, характеристики которых не должны зависеть от скорости перестройки параметров.

Известны устройства 1), имитирующие при подключении в качестве нагрузки перестраиваемого резистора индуктивность, напряжение на которой определено как

3М З1.®

U{Q = C I i; 1ц1

Однако второе слагаемое этого выражения соответствует составляющЕй напряжения от скорости изменения параметра L(t), что во многих сЛучаях существенно ограничивает функциональные возможности параметрических устройств, уменьшая их быстродействие и диапазон рабочих частот.

Наиболее близким, к изобретению

25 является устройство для моделирования индуктивности, содержащее первый, второй и третий усилители напряжения с резистивными цепями положительной обратной связи, причем неС3 инвертирующий вход первого усилителя напряжения является входом генератора функций, инвертирующий вход первого усилителя напряжения соединен с неинвертирующим входом второ- З5 го усилителя напряжения, инвертирующий вход второго усилителя напряжения соединен с неинвертирующим входом третьего усилителя напряжения, инвертирующий вход третьего 40 усилителя напряжения соединен с входом генератора функций, причем к неинвертирующему входу третьего усилителя напряжения подключен двухполюсник с проводимостью, равной по 45 величине требуемому сопротивлению гирации, а неинвертируюп;ий вход второго усилителя напряжения является выходом устройства )2j .

Недостаток известного устройства 50 состоит в том, что напряжение на его входе зависит от скорости перестройки (если в качестве нагрузки использован резистор с управляемой проводимостью и сопротивление гирации 55 равно S). Это следует из вида внешнего описания схемы устройства в частотной области

О 1 Ll,(1 I,(М

v (s, 5 1(6 1 U2,Ë1 = 0 где y (S) н, (s)

u<(s) функция потокосцепления, напряжение на входе, напряжение на выходе (на нагрузке), входной ток.

x„(s) Тогда относительно входных зажимов

u,(s) = s y (s) или во временной области

4,Itl=- — = ф

« V д (О . (И1

31 т.е. имеется составляющая напряжения от скорости изменения параметdL(1,1

Целью изобретения является повышение точности работы устройства путем обеспечения возможности моделирования безынерционной индуктивности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для моделирования индуктивности, содержащем первый, второй и третий усилители напряжения, между выходами и неинвертирующим входом первого и первыми неинвертирующими входами второго и третьего усилителей напряжения включены соответствующие масштабные резисторы, фазогдвигающий конденсатор и резистор с управляемой проводимостью, которые включены соответственна между первыми неинвертирующими входами второго и третьего усилителей напряжения и шиной нулевого потенциала, неинвертирующий вход первого и первый неинвертирующий вход второго усилителей напряжения являются соответственно входом и вьгходом устройства, инвертирующий вход первого усилителя напряжения соединен с первым неинвертирующим входом второго усилителя напряжения, второй неинвертирующий вход второго усилителя напряжения соединен с первым неинвертирующи1ч входом третьего усилителя напряжения, второй неинвертирующий вход которого подключен к неинвертирующему входу первого усилителя напряжения.

3 1120369

На чертеже приведена схема пред- щий конденсатор 7, резистор 8 с уплагаемого устройства. равляемой проводимостью, вход 9

Устройство содержит первый 1, вто- и выход 10. рой 2 и третий 3 усилители напряже- Устройство работает следующим обния, первый 4, второй 5 и третий б 5 разом. масштабные резисторы, включенные в Система узловых уравнений устройцепь обратной связи, фазосдвигаЬ- ства следующая:

-с, к„u,(),(1- К,.

О ((Ю U Ю

С 1 1-К г Ф ц с„к„

0 0г(Ч й, „

С г "г1 что соответствует безынерционному индуктивному элементу, поскольку от« сутствует составляющая. (М-— Ю

30

40 где U1(S) — напряжение на входе, U<(S) - напряжение на РезистоРе с управляемой проводимостью, U (S) — напряжение на конденса9 торе, + — свертка в частотной об20 ласти, G — проводимость i-ro резис1 тора, S — - комплексная частота, К вЂ” коэффициент усиления

1,1

i-го усилителя по вхо25 ду, соединенному с j""ым усилителем.

При условии, что

«3 Я 21 31 23

К =-1, G =G =G =-1

1 2 э матрица узловых проводимостей

0 0 1

1 (61" 0 (st

ОгР) З5

0 -1 S а.проводимость относительно входа устройства (1, tel ((Я" ч(s> S

1,

Тогда во временной области напряжение на входе устройства

di(%) (1,Ю=(.(О

Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в том, что предлагаемое устройство позволя-. ет осуществить перестройку фильтра без искажения его характеристик, которые при использовании известного устройства обусловлены появлением составляющей напряжения от скорости изменения параметра.

Использование изобретения в ка" честве устройств управления существенно повышает быстродействие аппаратуры, снимая ограничения на скорость перестройки. Эти ограничения особенно сильны в высокодобротных аналоговых цепях. С другой стороны, трудности реализации параметрических систем обусловлены тем, что час- тота обрабатываемого сигнала должна быть много меньше частоты изме нения параметра..Предлагаемое устройство позволяет преодолеть эту . трудность, что открывает новые возможности проектирования широкого класса параметрических устройств, имеющих большие потенциальные возможности, 1120369

Составитель А. Маслов

Редактор О. Юрковецкая Техред З.Палий

Корректор С. ЧеРни

Заказ 7745/38 Тираж 698

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент™, r, Ужгород, ул. Проектная, 4