Генератор функций

 

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

<в} RU (и) . (51}5 00607 Й

{21) 4924262/24 (22) 02.0491 (46) 30.10.93 Бюл. Иа 39-40 (71) Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.В.И.Ульянова (ленина)

{72) Бондаренко АВ„. Бондаренко В.В.; Зайцева С.В.;

Бондаренко AA

{73) Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.В.ИУльянова (ленина) (54) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и аналоговой вычислительной технике и может быль использовано для имитации цепей П- и Т-образного видов, содержащих индуктивные элементы

Предложена схема генератора функций, принадлежащего к классу многопопюсных гираторов, которая позволяет расширить возможности решения задач моделирования схем, содержащих индуктивности, при одновременном обеспечении возможности независимой регулировки величин индуктивных элементов, значение которых может меняться во времени по заданным законам. В схеме генератора функций использованы пять усилителей 1, 2, 3.

4, 5 напряжения, пять резисторов 6, 7, 8, 9, 10, три нагрузочных конденсатора 15, 16, 18. Э ил.

2002303

40 а L1 .Ь L2 а L1 + Ь 1.2 + с з а L1.b L3 аL1+Ь 2+СL3

b L2 с L3

eL<+bL2+cL3

6(1 К11) 0 К1361 K14G1 О

О 62 (1 — К22) К2362 0 K25G2 (.)1 =КЗ1ОЗ КЗ2аЗ

K41G4 О О

О К3165 0

Изобретение относится к электротехнике и вычислительной. технике и может. быть использовано.для имитации П- и Т-образного видов, содержащих индуктивные элементы, Оно принадлежит к классу многополюсных гираторов, устройств, позволяющих моделировать индуктивность..

Существует мультигиратор, с помощью которого возмох<на имитация проходных катушек индуктивности, а также сложных индуктивных цепей, содержащих незаземленные индуктивности.

Недостатками данного мультигиратооа являются невысокая точность имитации при расширении частотного диапазона и больше количество активйых приборов, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому генератору функций является устройство по авт.св, СССР !+ 15550543.

Недостатком данного устройства является невозможность независимого изменения во времени величин индуктивных элементов по заданным законам. Для имитации П- и Т-образного видов, содержащих индуктивные элементы, с помощью данного устройства требуется более высокое число активных приборов, чем у предоагаемого генератора функций.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей генератора за счет моделирования трех независимых индуктивных элементов, величины которых могут меняться во времени по заданным законам.

На фиг,1 изображен генератор функций, содержащий первый 1, второй 2, третий 3, . четвертый 4, пятый 5 усилители напряжения с подкп1оченными к их выводам соответствующими резисторами 6, 7, 8, 9, 10„причем резисторы 8, 9, 10 являются перестраиваемыми. Неинвертирующие входы первого 1 и второго 2 усилителей являются входами 11 и 12 генератора, а неинвертирующие входы третьего 3 и четвертого 4 усилителей являются выходами 13 и 14 генератора, между которыми и общей шиной подключены два нагрузочных конденсатора 15 и 16. К выходу . пятого усилителя 5 подключен пятый резистор 10, неинвертирующий вход усилителя

5 является третьим выходом 17 генератора, между которым и общей шиной подключен третий нагрузочный конденсатор 18.

Дополнительный неинвертирующий вход первого усилителя 1 соединен с первым неинвертирующим входом третьего усилителя

3 и дополнительным инвертирующим вхо5 дом второго усилителя 2, первый инвертирующий вход которого соединен с первым неинвертирующим входом пятого усилителя

5, второй неинвертирующий вход которого соединен с вторым входом 12 генератора.

10 Первый неинвертирующий вход первого усилителя 1 соединен с инвертирующим входом третьего усилителя 3 и вторым неинвертирующим входом четвертого усилителя

4, первый неинвертирующий вход которого

15 соединен с инвертирующим входом первого усилителя 1, а неинвертирующий вход второго усилителя 2 соединен с дополнительным неинвертирующим входом усилителя 3.

Генератор функций работает следую20 щим образом, При подаче входного сигнала на первый усилитель 1 и при учете связей с вторым 2, третьим 3, четвертым 4 и пятым 5 усилителями формируется вход имитируемой цепи.

При подаче входного сигнала на второй усилитель 2 и при учете связей с первым 1, третьим 3, четвертым 4 и пятым 5 усилителями формируется выход имитируемой цепи. Таким образом, модель П-образного соединения индуктивных элементов, соответствующая фиг.2, формируется между входами 11 и 12 генератора функций, являющимися входами усилителей 1 и 2, при подключении на выходы 13, 14, 17 емкостных элементов, численно равных C1=L2, C2=L, Сз= .з. Генератор функций может также имитировать Т-образную цепь из индуктивных элементов, соответствующую фиг.3, при эквивалентном преобразовании треугольника в звезду согласно выражениям

Матрица узловых проводимостей генератора составляет (st + Gç (1 — кзз)) 0 о

iSL1 + G4 (1 — К41)) О о (sly + с;5 (t -- к -. >.,!

2002303

По сравнению с прототипом эффективность предлагаемого генератора функций для имитации трех индуктианых элементов . состоит в возможности независимой регу5 лировки параметров, снижении числа активных приборов по сравнению с чеэависимой имитацией каждого из элементов: два-три усилителя напряжения на каждый из трех отдельных гираторов и в снижении за счет

10 этого потребляемой энергии. Кроме того, единичные коеффицкенты усиления этих усилителей способствуют повышению точности и устойчивости работы генератора в целом

15 (56) Ланнэ А,А. Синтез активных RC-цепей.

Современное состояние и проблемы. М.:

Связь, с,155, рис. 4,14.

Авторское свидетельство СССР

20 ¹ 1550543. кл. G 06 6 7/26, 1988.

Формула изобретения

ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ, содержащий пять усилителей напряжения с включенными между их выходами и первыми неинвертирующими входами соответствующими масштабными резисторами, первые неинвертирующие входы 3 первого It третьего усилителей напряжения являются соответственно первым входом и первым выходом генератора, первые неинвертирующие входы четвертого и пятого усилителей напряжения соответственно 40 через первый и второй нагрузочные конденсаторы соединены с шиной нулевого потенциала, первый неинвертирующий1 вход третьего усилителя напряжения соединен с первым инвертирующим входом 45 второго усилителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения воспроизведения результата моделирования трех независимых индук-50 тивных элементов, в него введен третий нагрузочный конденсатор и в нем первый усилитель напряжения подключен первым где GI - } = 1 5 — проводимость i-го резистора; Кл — коэффициент усиления j-го дифференциального усилителя по неинвертирующему входу (! " J) и как по инвертирующим, так и по неинвертирующим входам при i A j; S = G+ J cu- комплексная частота.

Гр и в ы бо ре К11= К22=К33=К44=К55

=К13 К14= К23= K25= K31= K32= K41= К51= 1;

61=62 1 И; G3= — Q G4 — 0

Ь а

Ок " — Q, а. Ь и с- переменные во времес ни коэффициенты (резисторы), матрица проводимостей генератора сводится к следующей

0 0 — 1 1 0

0 0 1 0 1 (y (,)) = 1/b 1/Ь $С1 0 0 — 1/а 0 0 $C2 0

0 1/C 0 0 $С3, неинвертирующим входом к инвертирующую входу третьего усилителя напряжения и второму неинвертирующему входу чет-, вертого усилителя напряжения, а вторым неинвертирующим и инвертирующим вхо-. дами - к первым неинвертирующим входам соответственно третьего и четвертого усилителей напряжения, первый неинвертирующий вход второго усилителя напряжения является вторым входом генератора и подключен к вторым неинвертирующим входам третьего и пятого усилителей напряжения, второй инвертирующий вход второго усилителя напряжения соединен с первым неинвертирующим входом пятого усилителя напряжения, первый неинвертирующий вход третьего усилителя напряжения через третий нагрузочный конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, первые неинвертирующие входы четвертого и пятого усилителей напряжения являются соответственно вторым и третьим выходами генератора, причем третий, четвертый и пятый масштабные резисторы выполнены перестраиваемыми.

2002303 Хг J

Составитель А.Бондаренко

Техред M,Moðãåíòàë Корректор А.Козориз

Редактор T.Юрчикова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3174

Производственно-издательский комбинат "Патент" г Ужгород. Ул.Г;нери а. 101