Устройство для моделирования электрических нелинейных элементов с односторонней проводимостью

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение для моделирования перестраиваемых нелинейных элементов с характеристиками различного типа. Оно позволяет поворачивать вольт-амперные, кулон-вольтные и вебер-амперные характеристики на заданный угол. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования характеристик нелинейных элементов с односторонней проводимостью с углом поворота от -90 до +90°. Для достижения поставленной цели в устройство введены третий и четвертый сумматоры, первый, второй, третий , четвертый и пятый умножители напряжения . 1 ил СП с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 06 G 7/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (л) .о Ю (21) 4822865/24 (22) 07.05.90 (46) 30.05.92. Бюл. М 20 (71) Ленинградский институт машиностроения (72) А.В, Бондаренко, B.Â. Бондаренко, К,И.

Войтенко и В.В. Резниченко (53) 681.333(088,8) (56) Новые схемы ротаторов и рефлекторов, ТИИЭР, 1977, т. 65, N 6.

Авторское свидетельство СССР

М 1290370, кл. G 06 6 7/62, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ОДНОСТОРОННЕЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение для моделирования перестраиваемых нелинейных элементов с характеристиками различного типа. Оно поворачивает вольт-амперные, кулон-вольтные и вебер-амперные характеристики на заданный угол -90 дс +900.

Известно устройство для моделирования электрических нелинейных элементов, которое содержит три сумматора. Это устройство осуществляет поворот нелинейной характеристики, задаваемой зависимостью напряжение от напряжения.

Недостатком этого устройства является то, что угол поворота определяется коэффициентами сумматоров, что требует для каждого угла поворота специальную настройку устройства. Кроме того, это устройство не позволяет поворачивать вольт-амперные, (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение для моделирования перестраиваемых нелинейных элементов с характеристиками различного типа, Оно позволяет поворачивать вольт-амперные, кулон-вольтные и вебер-амперные характеристики на заданный угол. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет моделирования характеристик нелинейных элементов с односторонней проводимостью с углом поворота от -90 до +90 . Для достижения поставленной цели в устройство введены третий и четвертый сумматоры, первый, второй, третий, четвертый и пятый умножители напряжения. 1 ил, кулон-вольтные и вебер-амперные характеристики.

Наиболее близким устройством к предлагаемому является устройство для моделирования электрических нелинейных элементов, которое содержит первый, второй и третий сумматор и первый. второй и третий масштабные резисторы, один из выводов которых подключены к выходам соответственно первого, второго и третьего сумматора, другой вывод первого масштабного резистора соединен с неинвертирующим входом первого сумматора и с входом устройства, а другой вывод второго масштабного резистора подключен к его выходу, кроме того, оно содержит четвертый, пятый, шестой и седьмой масштабные резисторы, причем четвертый масштабный резистор включен между инвертирующим входом первого и неинвертирующим входом второ1737469 и и шестой масштабные пряжения подключен к первому входутретьго сумматора, пятыи и ш а выхо пе вого умножителя езисторы включены между шиной нулево- его сумматора, выход первог го потенциала и соответственно между вхо- напряжения соедин р инен со вто ыми входами ом ст ойства и неинвертирующим входом второго и третьего сумматоров, выход перключен к т етьим вхотретьего сумматора, который соединен с вого сумматора под р гим выво ом третьего масштабного ре- 5 дам третьего и второго су р ммато ов, выход г ммато а соединен со вторым зистора и с инвертирующим входом первого третьего сумматора ченного неинвертирую- входом второго умножителя напряжения и сумматора, подключ щим входом к инвертирующему входу треть- четвертым входом второго у се ьмой резистор ход которого подключен ко вторым входам подключен к шине нулевого потенциала и 10 первого и четвертого сумматоров, выход пягим выво ом с неинвертирую- того умножителя напряжения подключен к пе ваго с ммато а и первощим входом второго сумматора и с выходом третьему входу перв у р му входу четвертого сумматора, выход котоустройства.

Недостатком этого устройства является рого соединен с четвертым входо р м пе вого невозможность изменения угла поворота 15 сумматора и вторым входом четвертого умб тройки схемы. Кроме ножителя напряжения, выход которого подбез специальнои настр того, это устройство неустойчиво при углах ключен к третьему входу четвертого близких к нулю и не позволяет поворачи- сумматора. вать характеристику на отрицательные уг- Совокупность введенных блоков позво20 ляет поворачивать вольт-амперные, кулонЦель изобретения — получение новых вольтные и вебер-амперные о ф нкциональных возможностей, т.е. получе- характеристики а у и на гол от — 90 до +90, изние устройства с односторонней проводи- меняемый по сигналу управления. мастью, поворачивающее вольт-амперные, На фиг. 1 представлена структурная схекулон-вольтные и ве ер-а вебер-амперные характе- 25 ма устройства для моделирования электричеристики на угол от — до, и — 90 +90, зменяемый ских нелинейных элементов с односторонней проводимостью, и авления, хема ст ойства содержит первый и

Поставленная цель достигается тем, что оделирования электриче- второй 2 сумматоры, выход первого из котоито 5 ских нелинейных элементов с односторон- 30 рых через первый масштабный резистор ней проводимостью, содержащее первый и соединен со своим первым входом, выход ого из кото- второго сумматора через второй масштабрых через первый масштабный резистор со- ный резистор 6 подключен к первому своему единен со своим первым входом, выход входу, вторые выводы первого и второго второго сумматора через второй второй масштаб- 35 масштабных резисторов являются входом ный резистор подключен к пе в к первому своему 12 и выходом 13 устройства соответственно, ые выво ы первого и второго С целью расширения функциональных возли ования ха актемасштабных резисторов являются входом и можностей за счет моделир в р выходом устройства соответственно, о т л и- ристик нелинейных элементов с ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения 40 односторонней проводимостью с углом пофункциональных возможностей за счет мо- ворота от — 90 до +90 введены третий и делирования характеристик нелинейных четвертый 4 сумматоры, первый 7, второй 8, элементов с односторонней т онней проводимо- третий 9, четвертый 10 и пятый 11 умножистью с углом поворота от— ота от — 90 до+90, ввве- тели напряжения, вход устройства подклюдены третий и четвертый сумматоры, 45 чен к первому входу первого умножителя первый, второй, третий, четвертый и пятый напряжения, второй вывод второго масши яжения, вход устройства табного резистора соединен с первым вхоподключен к первому входу первого умно- дом пятого умножителя напряжения, жителя напряжения, второи выв ро вывод второго первый вход третьего умножителя напряжемасштабного резистора соединен с первым 50 ния, а также вторые входы первого, третьего входом пятого умножителя н р еля напряжения, и пятого умножителей напряжения подклюпервый вход третьего умножителя напря- чены к входу задания угла поворота устройжения, а также вторые входы первого, ства, выход третьего умножителя третьего и пятогоумножителей напряжения напряжения соединен с первыми входами подключены к входу зад входу задания угла поворота 55 второго и четвертого умножителей напряустройста, выход третьег ретьего умножителя на- жения, выход второго умножителя напряжепряжения соединен с и ервымивходамивто- ния подключен к первому входу третьего рого и четвертого р ого умножителей сумматора, выход первого умножителя нанапряжения, выход второг у ого умножителя на- пряжения соединен со вторыми входами

1737469 второго и третьего сумматоров, выход первого сумматора подключен к третьим входам третьего и второго сумматоров, выход третьего сумматора соединен со вторым входом второго умножителя напряжения и четвертым входом второго сумматора, выход которого подключен ко вторым входам первого и четвертого сумматоров, выход пятого умножителя напряжения подключен к третьему входу первого сумматора и первоМу входу четвертого сумматора, выход которого соединен с четвертым входом первого сумматора и вторым входом четвертого умножителя напряжения, выход которого подключен к третьему входу четвертого сумматора.

Устройство работает следующим образом, Уравнения токов относительно клемм вход и выход устройства для моделирования электрических нелинейных элементов с односторонней проводимостью имеет следующий вид:

lax = (К14К42/(1 + Uq К43) + К12)1вых +

4У

+0вых(0уК41К14/(1 + UyK )+ ОуК13) вых = (K33K24/(1 + U yK31) + К23) вых +

+0вых (UyK32K24/" + U УКЗ) + Uy(K22). где первый индекс указывает номер сумматоров, а второй номер входа; Uó — напряжение управления.

При сопротивлении масштабных резисторов R1 = R2 = 1, коэффициенты по входам

СумматсрОв КЗ1 = К4З = -0,1, КЗЗ = К24 = K14 =

Каг = 1, К1г = K2s = -4,1, Кзг = -К41 = 1.86, Кгг = -К1з=0.86 уравнения токов имеют вид; вх = ((1 — 0,41U y)/(1 + 0 10 у)!вых

+0вых((0у1.86/(1 + U у0.1 — 0у0,86)) ! вых = ((1 0,410у )/(1 + 0,10у ) lex+

+0вх((0у1 86/(1 + U у0 1) — Uy0 86)) что соответствует уравнению поворота относительно начала координат исходной вольт-амперные, кулон-вольтные и веберамперные характеристики нелинейного элемента на угол в радиан с точностью до 0.2 в пределах изменения угла от -90 до+90О.

В качестве сумматора используется микросхема 140 УД6, в качестве умножителей 525 ПЗС2.

Техническое преимущество предлагаемого устройтва по сравнению с и рототипом

55 состоит в расширении функциональных возможностей. Предлагаемая схема сохраняет высокое быстродействие и широкий диапазон рабочих частот прототипа.

Формула изобретения

Устройство для моделирования электрических нелинейных элементов с односто-. ронней проводимостью, содержащее первый и второй сумматоры, выход первого из которых через первый масштабный резистор соединен со своим первым входом, выход второго сумматора через второй масштабный резистор подключен к первому своему входу, вторые выводы первого и второго масштабных резисторов являются входом и выходом устройства соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования характеристик нелинейных элементов с односторонней проводимостью с углом поворота от -90 до

+90", введены третий и четвертый сумматоры, первый — пятый умножители напряжения, вход устройства подключен к первому входу первого умножителя напряжения, второй вывод второго масштабного резистора соединен с первым входом пятого умножителя напряжения, первый вход третьего умножителя напряжения, а также вторые входы первого, третьего и пятого умножителей напряжения подключены к входу задания угла поворота устройства, выход третьего умножителя напряжения соединен с первыми входами второго и четвертого умножителей напряжения, выход второго умножителя напряжения подключен к первому входу третьего сумматора, выход первого умножителя напряжения соединен с вторыми входами второго и третьего сумматоров, выход первого сумматора подключен к третьим входам третьего и второго сумматоров, выход третьего сумматора соединен с вторым входом второго умножителя напряжения и четвертым входом второго сумматора, выход которого подключен к вторым входам первого и четвертого сумматоров, выход пятого умножителя напряжения подключен к третьему входу первого сумматора и первому входу четвертого сумматора, выход которого соединен с четвертым входом первого сумматора и вторым входом четвертого умножителя напряжения, выход которого подключен к третьему входу четвертого сумматора.

1737469

35

45

Составитель В. Реаниченко

Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Редактор А. Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1893 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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