Регулируемый активный двухполюсник, имитирующий полное сопротивление

 

Изобретение относится к радиоэлектронике. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона имитированного полного сопротивления. Регулируемый активный двухполюсник, имитирующий полное сопротивление, содержит регулируемый многополюсник 1, состоящий из регулируемого дифференциального усилителя (ДУ) 6, алгебраические сумматоры 2 и 3 и образцовые элементы 4 и 5. Управляя коэффициентом передачи ДУ 6, можно получать различные величины полного сопротивления на входах регулируемого активного двухполюсника. Образцовыми элементами 4 и 5 могут быть резисторы, индуктивности и емкости, величины номиналов которых должны быть равны. В случае разбросов номиналов образцовых элементов 4 и 5 возможна компенсация путем подбора коэффициента передачи, который не должен превышать 1, алгебраических сумматоров 2 и 3. Для уменьшения погрешности, вносимой входным сопротивлением регулируемого многополюсника 1, на его входах могут быть установлены повторители напряжения с большим входным сопротивлением. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1601748 А1 (si)s Н 03 Н 11/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

l78p8blll

8xod

8mopuu

Фиг.7

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)4274040/24-09,4300983/24-09, 4403373/24-09 (22) 01.07.87 (46) 23.10.90. Бюл. М 39 (75) С.Н.Сидоров (53) 621.372.45 (088.8) (56) Патент ФРГ М 3124231, кл. Н 03 Н 11/46, 1982. (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ АКТИВНЫЙ ДВУХПОЛЮСНИК, ИМИТИРУЮЩИЙ ПОЛНОЕ

СОПРОТИВЛЕНИЕ (57) Изобретение относится к радиоэлектронике. Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона имитированного полного сопротивления. Регулируемый активный двухполюсник, имитирующий полное сопротивление, содержит регулируемый многополюсник 1, состоящий из регулируемого дифференциального усилителя (ДУ) 6. алгебраические сумматоры 2 и,3 и образцовые элементы 4 и

5. Управляя коэффициентом передачи ДУ 6, можно получать различные величины полного сопротивления на входах регулируемого активного двухполюсника. Образцовыми элементами 4 и 5 могут быть резисторы, индуктивности и емкости, величины номиналов которых должны быть равны, В случае разбросав номиналов образцовых элемен-. тов 4 и 5 возможна компенсация путем подбора коэффициента передачи, который не должен превышать 1, алгебраических сумматоров 2 и 3. Для уменьшения погрешности, вносимой входным сопротивлением регулируемого многополюсника 1, на его Я входах могут быть установлены повторители напряжения с большим входным сопротивлением; 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1601748

Изобретение относится к радиоэлект; :ронике и может быть использовано в пере :,страиваемых фильтрах, аттенюаторах„ регулируемых усилителях.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона имитированного полного сопротивления.

На фиг.1 показана структурная электрическая схема регулируемого активного двухполюсника, имитирующего полное со; противление; на фиг.2-4 — то же, варианты.

Регулируемый активный двухполюсник,,. имитирующий полное сопротивление, со,держит регулируемый многополюсник 1,,- первый 2 и второй 3 алгебраические сумма,:торы, первый 4 и второй 5 образцовые эле менты, регулируемый дифференциальный, усилитель 6, дифференциальный усилитель 7, цифроаналоговый преобразователь 8, ",первый 9 и второй 10 управляемые аттеню; вторы и первый 11 и второй 12 умножающие

, цифроаналоговые преобразователи.

Двухполюсник работает следующим образом.

Если сопротивления первого и второго образцовых элементов одинаковы, эквивалентное сопротивление между первым и вторым выводами устройства определяется выражением оэ

Z экв—

Ку где Еоэ — сопротивление образцового элемента;

Ky — коэффициент передачи дифференциального усилителя.

Активная Яэкв, индуктивная Ькв и емкостная Сэкв составляющие имитируемого сопротивления соответствуют выражениям оэ

Вэкв = —, Ку оэ у экв = Соэ Ky где Яоэ, 4оэ и Соэ- соответственно активная, индуктивная и емкостная составляющие сопротивления образцового элемента.

Напряжение на выходе дифференциального усилителя 6 равно

Оду (02 - 01) Ку, где 01 и 02 — напряжения относительно общего провода соответственно на первом и на втором выводах устройства;

Ky — коэффициент передачи дифференциального усилителя, Напряжение на выходе первого алгебраического сумматора 2 равно

UC1 = U1 + Оду 01 + (02 - 01) Ку, Напряжение на выходе второго алгебраического сумматора 3 равно

Uc2= Ог-Оду=02-(02-01) Ку.

Напряжения соответственно на первом

4 и на втором 5 образцовых элементах равны

5 Ооэ1= U1 ОС1= U1 01-(02- U1) Ку=

:(U1-0г) Ку, Uoe2 = 02 - UC2 = 02- 02 + (02 01) Ку (01- 02) К„, Токи, протекающие соответственно по

10 первому 4 и по второму 5 образцовым элементам, равны

Ооэ1 . 01 =02 K

1оэ1 =

Zoa1 оэ1

Ыоэ2 + lU2 ) К

Еоэг Еоэг

ГДЕ Еоэ1 И Zo 2 — СОПРОТИВЛЕНИЯ СООтВЕтСтвенно первого и второго образцовых элементов, ЕСЛИ Zosi = Еоэг = Zoo, тО тОК, ПРОтЕКаЮщий от первого вывода к второму, равен

11,2 = оэ! = los2

Zoo

Тогда эквивалентное сопротивление между первым и вторым выводами равно

25 01 — 02 01 — 02

11 2 01 U2 Ку -оэ

Уоэ

Ку

Управляя коэффициентом передачи дифференциального усилителя можно получать различные величины полного сопротивления на выводах регулируемого активного двухполюсника. Причем образцовыми элементами 4 и 5 могут быть как резисторы, так и индуктивности и емкости, величины номиналов которых должны быть равны. Если номиналы образцовых элементов имеют разброс, его можно ском4О пенсировэть, подбирая . Оотношения коэффициента передачи первого и второго алгебраических сумматоров 2 и 3, соответ-. ственно с их первого суммирующего входа и вычитающего входа их коэффициенты передачи сумматоров 2 и 3 соответственно .с их второго суммирующего входа должны быть чуть меньше единицы для исключения возбуждения устройства.

При использовании устройства по фиг.2 коэффициент передачи регулируемого многополюсника равен

KpM = — Кду °

Имакс где N — число значения, подаваемого на вход управления цифрового кода;

М экс — максимальное числовое значение цифрового кода;

Кду — модуль коэффициента усиления дифференциального усилителя 7. 5

1601748 оэ Ймакс

Тогда эквивалентное сопротивление между первым и вторым выводами регулируемого активного двухполюсника по фиг,2 равно -оэ 1макс экв

RY

При десятиразрядном цифроаналоговом преобразователе и использовании конденсаторов в качестве .образцовых элементов 4 и 5 с емкостью 100 мкФ регулируемый активный двухполюсник имеет диапазон от 0 до 100 мкФ с дискретностью

0,1 мкФ.

При выполнении устройства ка фиг.3 и

4 и, если сопротивления первого 4 и второго

5 образцовых элементов одинаковы и. коэффициенты передачи первого 9 и второго 10 управляемых аттенюаторов одинаковы, эквивалентное сопротивление между первым и вторым выводами устройства определяется выражением оэ

2экв где Zoa — сопротивление образцового элемента;

Квтт — коэффициент передачи управляемого аттенюатора.

При выполнении регулируемого аттенюатара 1 на цифроаналоговых преобразователях 11 и 12 их коэффициент. передачи соответствует выражению

N 4цп макс где N — числовое значение цифрового кода, подаваемого на цифроаналоговые преобразователи;

N Ko — максимальное числовое значение цифрового кода на входе управления.

Поэтому в этом случае справедливо выражение

Zoo

Ммакс 1 макс

Регулируемые активные двухполюсники по фиг.2 и 4 отличаются тем, что у первого максимальное значение эквивалентного сопротивления имеет места при нулевом коде на входе управления, а у второго — при максимальном коде на входе управления.

Разброс коэффициентов передач управляемых аттенюаторов 9 и 10 и цифроаналоговых преобразователей 11 и 12 может быть скомпенсирован изменением коэффициентов передачи алгебраических сумматоров 2 и 3 с их соответствующих входов. Для уменьшения погрешности, вносимой входным сопротивлением регулируемого многополюсника 1, на ега входах могут быть установлены повторители напряжения с

55 большим входным сопротивлением. А в качестве цифроаналоговых преобразователей

8, 11 и 12 могут быть использованы только умножающие цифроаналоговые преобразователи с резистивной матрицей R -2R.

Формула изобретения

1, Регулируемый активный двухполюсник, имитирующий полное сопротивление, содержащий регулируемый многополюсник, первый алгебраический сумматор, первый образцовый элемент, первый вывод которого является первым входом регулируемого активного двухполюсника, имитирующего полное сопротивление, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона имитированного полного сопротивления, введены второй образцовый элемент, второй алгебраический сумматор, первый и второй входы регулируемого многополюсника являются первым и вторым выводами регулируемого активного двухполюсника, имитирующего полное сопротивление, выход регулируемого мнагополюсника соединен с первым суммирующим входам первого алгебраического сумматора и с вычитающим входом второго алгебраического сумматора, и является Выходам регулируемого многополюсника, ВыхОды первого и BTopofo алгебраических сумматоров соединены соответственно с вторыми выводами первого и второго образцового элемента, а первый вывод второго образцового элемента соединен с вторым входом регулируемого многополюсника, причем вторые входы первого и второго алгебраического сумматоров соединены соответственно с первыми выводами первого и второго образцового элементов.

2. Двухпалюсник па п.1, а т л и ч а юшийся тем, чта регулируемый многаполюсник Выполнен в вида регулируемого дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого является первым входом регулируемого мнагапалюсника, ьтарым входом которого является неинвер-. тирующий вход регулируемого дифференциального усилителя, выход которого является выходом регулируемого мнагопалюсника, 3, Двухпалюсник па п.1, а т л и ч а юшийся тем, чта регулируемый дифференциальный усилитель выполнен В виде последовательно соединенных дифференциального усилителя и умножающего цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом регулируемого дифференциального усилителя, а цифровые входы умножающего цифроаналогового

1601748 преобразователя являются входами управления регулируемого дифференциального усилителя.

4.Двухполюсник по п.1, отл и ча ю- 5 шийся тем, что регулируемый многополюсник выполнен в виде двух управляемых аттенюаторов, входы которых. соединены соответственно с первым и вторым входами регулируемого многополюсника, а выходы 10 йервого и второго аттенюаторов соединены соответственно с первым и вторым выходом многополюсника, причем его выходы соединены соответственно с первыми суммирующими входами первого и второго 15 алгебраических сумматоров и с вычитающими входами второго и первого алгебраического сумматора, а вторые суммирующие входы первого и второго алгебраического сумматоров соединены соответственно с 20 вторым и первым входами регулируемого многополюсника, входы управления первого и второго управляемых аттенюаторов объединены и являются входом управления регулируемого многополюсника.

5; Двухполюсник по п.1, о т л и ч s юшийся тем, что регулируемый многополюсник выполнен в виде первого и второго умножающего цифроаналоговых преобразователей, аналоговые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входом регулируемого многополюсника, а выходы прямого и инверсного тока первого и второго цифроаналоговых преобразователей соединены соответственно с первым, третьим, четвертым и вторым выходами регулируемого многополюсника, а первый и второй суммирующие входы первого и второго алгебраических сумматоров соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами регулируемого многополюсника, а цифровые входы превого и второго цифроаналоговых и реобразователей объединены и являются входами управления регулируемого много пол юсн и ка.

1601748 упрадлеюю

Реей/а дкаУ

Рие.4

Редактор Н.Рогулич

Заказ 3277 Тираж 653 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патен г", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Первый

Охи

gmapou джФ

Составитель Ю.Чернышев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор 3.Лончакова