Устройство для моделирования характеристик диода

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s 6 06 F 15/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТН ТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

2 гб

22 (21) 4868489/24 (22) 06,08.90 (46) 23.12.92. Бюл. N 47 (71) Таганрогский научно-исследовательский институт связи (72) И.Г.Дорух и А.П.Дорух (56) Время-импульсные вычислительные ус- тройства. Под ред.В.Б.Смолова и E.Ï.Óãðþмова, M., Радио и связь, 1983 г. с.226.

Авторское свидетельство СССР

М 1525707, кл. G 06 F 15/20, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК ДИОДА

„„ЯЦ „„ l?83542 А1 (57) Устройство для моделирования характеристик диода относится к вычислительной технике и может быть использовано для анализа процессов в электрических цепях. Сущность изобретения: устройство содержит реверсивный счетчик импульсов 1, счетчик импульсов 2, элементы ИЛИ 3-6, элементы

И 7 — 13, элементы НЕ 14, 15, группы входных выводов значений напряжения 16, 17, вы-. воды вытекающего тока 20, 21, выводы вытекающего тока 22, 23, группы выходных выводов значений напряжения 18, 19. 1 ил.

1783542

40

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для анализа процессов в электрических цепях.

Известна импульсно-управляемая проводимость, содержащая два преобразователя код-частота и реверсивный счетчик импульсов.

Недостатком этого устройства является низкая точность, обусловленная тем, что при моделировании не учитываются напряжения в узлах имитируемой цепи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования диода, содержащее счетчик импульсов, триггер, три элемента

ИЛИ, четыре элемента И, две группы входных выводов значений напряжения, два выходных вывода значений напря>кения, два вывода втекающего тока, два вывода вытекающего тока, вход запуска и выход величины протекающего тока, в котором вход запуска соединен с входом обнуления реверсивного счетчика импульсов, первый и второй выходы переноса которого соединены с входами установки в "0" и в "1" триггера, выход величины протекающего тока соединен с информационным выходом счетчика импульсов, прямой выход триггера соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, входы первого элемента ИЛИ соединены с соответствующими входными выводами значений напряжения первой группы, а выход — с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов и со вторым входом первого элемента И, выход которого является вторым выводом значений напряжения, входы второго элемента

ИЛИ соединены с соответствующими входами значений напряжения второй группы, а выход — с вычитающим входом реверсивного счетчика импульсов и с вторым входом второго элемента И, выход которого являетсА первым выводом значений напряжения, первый вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И и с входом счетчика импульсов, второй — с первым выводом втекающего тока, а выход — с первым выводом вытекающего тока, первый вход четвертого элементов И соединен с инверсным выходом триггера, второй вход — со вторым входом третьего элемента И и вторым выводом втекающего тока, а выход — с вторым выводом вытекающего тока.

Недостатком этого устройства является низкая точность моделирования. Этот недостаток обусловлен тем, что в случае переполнения реверсивного счетчика импульсов и появления сразу после переполнения импульса на его вычитающем входе, триггер устанавливается в состояние, не соответствующее полярности протека ощего через диод тока. Это >ке происходит в случае перехода содержимого реверсивного счетчика импульсов через ноль и появлением сразу после этого перехода импульса на суммирующем входе счетчика. Вероятность установки счетчика импульсов в состояние, не соответствующее полярности тока через диод, тем выше чем больше емкость счетчика.

Увеличение емкости счетчика ведет к увеличению времени установления триггера в требуемое состояние, что вызывает большую динамическую погрешность устройства.

Цель изобретения — повышение точности моделирования, Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для моделирования диода, содержащее счетчик импульсов, реверсивный счетчик импульсов, три элемента

ИЛИ, четыре элемента И, две группы входных выводов значений напряжения, два выходных вывода значений напряжения, два вывода;втекающего тока, два Bûâîäý вытекающего тока, вход запуска и выход величины протекающего тока, в котором вход запуска соединен со входом обнуления реверсивного счетчика импульсов, выход величины протекающего тока соединен с информационным выходом счетчика импульсов, первые входы первого, второго и третьего элементов И обьединены между . собой, входы первого элемента ИЛИ соединены с соответствующими входными выводами значений напряжения первой группы, а выход — с вторым входом первого элемента И, выход которого является вторым выходным выводом значений напряжения, входы второго элемента ИЛИ соединены с соответствующими входными выводами значений напряжения второй группы, а выход — с вторым входом второго элемента И, выход которого является первым выходным выводом .значений напряжения, первый вход третьсго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И и с входом счетчика импульсов, второй — с первым выводом втекающего тока, а выход — с первым выводом вытекающего тока, второй вход четвертого элемента И соединен со вторым входом третьего элемента И и вторым выводом втекающего тока, а выход — с вторым выводом вытекающего тока, введены два элемента

НЕ, четвертый элемент ИЛИ, пятый, шестой и седьмой элементы И, при этом реверсивный счетчик импульсов выполнен двухразрядный, первый вход четвертого элемента

ИЛИ соединен с выходом первого (младшего) разряда реверсивного счетчика импульсов, второй вход — непосредственно с

1783542 второй вход — с выводом 20, а выход — с выводом 22, Первый вход элемента 13 соединен с выходом элемента 15, второй — со выходом второго разряда реверсивного счетчика импульсов и. первым входом первого элемента И и через первый элемент HE — с первым входом четвертого элемента И, а выход — со вторым входом пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход — с вычитающим входом реверсивного счетчика импульсов, первый вход шестого элемента И соединен с выходом первого элемента

ИЛИ, второй — с выходом второго элемента

НЕ, а выход — с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов первый и . второй входы седьмого элемента И соеди- . нены соответственно со вторым и первым входами четвертого элемента ИЛИ, а выход — со входом второго элемента HE.

Совокупность вновь введенных элементов и связей не является самостоятельным устройством, Вместе с остальными элементами и связями устройства она обеспечивает повышение точности моделирования, На чертеже приведена структурная схе. ма предлагаемого устройства.

Устройство для моделирования диода содержит реверсивный счетчик 1 импульсов, счетчик 2 импульсов, элементы 3-6

ИЛИ, элементы 7-13 И, элементы 14 и 15

НЕ, первую 16 и вторую 17 группы входных выводов значений напряжения, первый 18 и второй 19 выходные выводы значений напряжения, первый 20, и второй 21 выводы втекающего тока, первый 22 и второй 23 выводы вытекающего тока, вход 24 запуска . и выход 25 величины протекающего тока.

Суммирующий и вычитающий входы счетчика 1 соединены с выходами элементов 7 и 8 соответственно, вход обнуления — со входом 24 запуска, а выходы первого (младшего) и второго разрядов — соответственно с первым и вторым входами элемента 5, соединенного своим вторым входом со входом. элемента 15, с первыми входами элементов

9, 10, 11 и 12, а выходом — со вторым входом элемента 8. Входы элемента 3 соединены с соответствующими выводами группы 16, а выход — со вторым входом элемента 10, со- единенного своим выходом с выводом 19, и с первым входом элемента 7, соединенного своим вторым входом с выходом элемента

14, Второй вход элемента 9 соединен с первым входом элемента 5, а выход- со входом элемента 14. Входы элемента 4 соединены с соответствующими выводами группы 17, а выход — с первым входом элементов 8 и с вторым входом элемента 11, подключенного своим выходом к выводу 18. Первый вход элемента 6 соединен с выходом элемента 12 и со входом счетчика 2, подключенного сво- . им информационным выходом к выходу 25, вторым входом элемента 12 и выводом 21, а выход — с выводом 23, Устройство работает следующим образом. Импульсы, моделирующие напряже ние, с входов группы 16 поступают через элемент 3 на левый (соответствующий аноду диода) полюс устройства, проходят на riepвый вход элемента 7 и на второй вход элемента 10 и (или) со входа группы 17 через элемент 4 на правый (соответствующий катоду диода) полюс устройства, проходят на

10 первый вход элемента 8 и на второй вход элемента 11. Через элементы 7 и 8, если последние открыты по вторым входам, импульсы проходят на входы счетчика l.

Элементы 7 и 8 управляются сигналами с выходов разрядов счетчика 1, Сигналом с.

20 . его второго (старшего) разряда управляются также элементы 10, 11, 12 и 13. Управление элементами 7 и 8 осуществляется с помощью элементов 5, 9 и 14. Если частота импульсов на выходе элемента 3 больше, есть сигнал на выходе его второго разряда соответствует логической "1", и элементы

10, 11 и 12 открываются по первым входам, а элемент 13 закрывается по первому входу под действием логически инверсного сигнала, формируемого элементом 15. Если же частота импульсов на выходе элемента 3 меньше, чем на выходе элемента 4, то счетчик 1 устанавливается в состояние "00" или

"01", то есть сигнал на вйходе его второго разряда соответствует логическому "0", и элементы 10, 11 и 12 закрываются по первому входу, а элемент 13 открывается. При

35 этом установка счетчика 1 в требуемое состояние осуществляется достаточно быстро, так как емкость его минимальна.

Элементы 5, 9 и 14 обеспечивают закрывание элементов 7 и 8 по вторым входам при установке счетчика в состояния "00" или

"1 i", чем предотвращается переполнение счетчика 1 и переход его содержимого через ноль.

Если сигнал на выходе второго разряда счетчика 1 соответствует логической "1", что соответствует открытому диоду, импульсы с выходов элементов 3 и (или) 4 проходят через элементы 10 и (или) 11 wa выводы 19 и (или) 18 противоположных полюсов. Если же этот сигнал соответствует логическому "0", что соответствует закрытому диоду, то импульсы на выводы 19 и 18 не проходят, Импульсы, моделирующие ток, поступивший на вывод 20 левого полюса всегда

25 чем на выходе элемента 4, то счетчик 1 устанавливается в состояние ™10" или "11", то

1783542

Составитель И, Дорух

Редактор С. Кулакова Техред M.Mîðãeíòàë Корректор Л. Лукач

Заказ 4517 Тираж Подписное

ВН КИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 проходят через элемент 6 на вывод 22 этого же полюса. Импульсы, моделирующие ток, поступивший на вывод 21 правого полюса, проходит либо через элемент 13 на вывод 23 этого же полюса, либо через элементы 12 и 5

6 на вывод 22 левого полюса.

Импульсы, моделирующие ток, прошедший с правого полюса на выводлевого, подсчитываготся в течение фиксированного промежутка времени счетчиком 2. 10

В предлагаемом устройстве переполнения счетчика 1 и переходы его содержимого через ноль исключены, поэтому исключена возможность установления на входах элементов 10 — 13 сигналов, не соответствую- 15 щих полярности тока через моделируемый . диод; а следовательно исключена погрешность моделирования за счет установления таких сигналов. Кроме того емкость счетчика 1 в предлагаемом устройстве минималь- 20 йа (она равна четырем), что сводит к минимуму динамическую погрешность устройства, имеющую место при изменении полярности моделируемого тока. Указанные обстоятельства позволяют сделать вы- 25 вод; что точность моделирования в предлагаемом устройстве выше, чем в известном.

Формула изобретения 30

Устройство для моделирования характеристик диода, содержащее счетчик импульсов, реверсивный счетчик, три элемента ИЛИ, четыре элемента И, вход запуска устройства соединен с входом обну- 35 ления реверсивного счетчика, первым информационный выход устройства соединен с информационным выходом счетчика, первые входы первого, второго и третьего элементов И обьединены между собой, 40 группа входов первого элемента ИЛИ соединена с первым информационным входом устройства, а выход — с вторым входом первого элемента И, выход которого является вторым информационным выходом устройства, группа входов второго элемента ИЛИ соединена с вторым информационным входом устройства, а выход — с вторым входом второго элемента И, выход которого является третьим информационным выходом устройства, первый вход третьего элемента

ИЛИ соединен с выходом третьего элемента

И и с входом счетчика импульсов, второй— с первым информационным входом устройства, а выход — с четвертым информационным выходом устройства, первый вход четвертого элемента И соединен с.вторым входом третьего элемента И и четвертым информационным входом устройства, а выход — с пятым информационным выходом устройства, отл ича ю щееся тем,что,с целью повышения точности моделирования, в него введены два элемента НЕ, четвертый элемент ИЛИ, пятый, шестой и седьмой элементы И, первый вход четвертого элемента ИЛИ соединен с выходом младшего разряда реверсивного счетчика и с первым входом седьмого элемента И, второй вход — с выходом старшего разряда реверсивного счетчика и первым входом первого элемента И, вторым входом седьмого элемента И и через первый элемент HE— с вторым входом четвертого элемента И, а выход — с первым входом пятого элемента

И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента WIN, а выход — с вычитающим входом реверсивного счетчика, первый вход шестого элемента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй — c выходом второго элемента НЕ, а выход — с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов, выход седьмого элемента И соединен с входом второго элемента HL,