Устройство для моделирования переменной емкости

 

:4тенко-тх ни овдвае ..:. к„ц д МЪА пп 580562

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.76 (21) 2329040) 24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 1 5.11.77. Бюллетень М 42 (45) Дата опубликования описания !6.01.78 (51) М. Кл.а G 06G 7 48

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 681.333(088.8) и открытий (72) Автор изобретения

С. Е. Виноградов

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт имени М. И, Калинина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ Г1ЕРЕМЕННОЙ

ЕМКОСТИ

Изобретение относится к аналоговому моделированию и может быть использовано при исследовании переходных процессов в сложных электрических цепях, содержащих, помимо линейных элементов, нелинейные конденсаторы, например конденсаторы с сегнетодиэлектриками, Известно устройство для моделирования переменной емкости, содержащее диоды, конденсаторы и источники напряжения. Однако известное устройство имеет низкую точность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее параллельно соединенные цепочки, каждая из которых состоит из диода, резистора и конденсатора, одна обкладка которого соединена с минусовой шиной источника напряжения. Это устройство характеризуется также сравнительно невысокой точностью, Целью изобретения является повышение точности моделирования. В предлагаемом устройстве это достигается тем, что в нем в каждую из параллельных цепочек введены полупроводниковый стабилитрон и транзистор, коллектор которого соединен с плюсовой шиной источника напряжения, эмиттер — со второй обкладкой конденсатора, между эмиттером и коллектором транзистора подключен диод, база транзистора через полупроводниковый стабилитрон соединена с первой обкладкой конденсатора, а через резистор — с коллектором транзистора.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

5 Оно содержит конденсаторы 1, транзисторы 2, резисторы 3, полупроводниковые стабилитроны 4 и диоды 5. Коллектор транзистора

2 соединен с плюсовой шиной источника напряжения, а его эмиттер — со второй обклад1ð кой конденсатора 1. База транзистора 2 через резистор 3 соединена с его коллектором и непосредственно — с катодом полупроводниковоко стабилитрона 4, анод которого подключен к первой обкладке конденсатора 1. Между

15 коллектором и эмиттером транзистора 2 включен диод 5.

Транзистор 2 разрывает соответствующую цепь с конденсатором при достижении на зажимах конденсатора заданного значения напряжения. Напряжение, при котором конденсатор 1 с помощью транзистора 2 отключается от общих шин, определяется напряжением стабилизации полупроводникового стабилитрона 4. Диод 5 образует цепь разряда конденсатора 1 при снижении напряжения на общих шинах до величины, меньшей напряжения стабилизации соответствующего полупроводникового стабилитрона.

Работа схемы в случае, когда напряжение на зажимах устройства для моделирования

580562

Составитель Л. Чернышев

Техред Н. Рыбкина

Редактор Л. Тюрина

Корректор Н. Аук

Заказ 275/4 Изд. № 891 Тираж 818

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 переменной емкости в процессе работы не меняет знака. При появлении на зажимах цепи напряжения все конденсаторы 1 через транзисторы 2, которые к этому времени обтираются за счет базового тока через резистор 3, начинают заряжаться до величины входного напряжения с полярностью, указанной на чертеже. Когда напряжение U, на одном из конденсаторов 1 достигает величины несколько большей, чем напряжение стабилизации соответствующего полупроводникового стабилитрона 4, транзистор 2 запирается за счет тока в цепи эмиттер — база, определяемого разностью напряжений U„— U„è величинами сопротивлений стабилитрон а 4 и перехода эмиттер — база транзистора 2. При дальнейшем повышении входного напряжения разность между входным напряжением UÄ, и напряжением Н3 конденсаторе U (с/вх.— U) прикладывается к запертому транзистору 2, а остальные конденсаторы продолжают заряжаться до тех пор, пока их напряжение не достигает значения напряжения стабилизации соответствующих полупроводниковых стабплитронов.

Итак, при повышении напряжения на входных зажимах устройства конденсаторы поочередно в заданном порядке отключаются от общих шин и сохраняют заданное значение напряжения. При снижении входного напряжения конденсаторы начинают разряжаться через диоды 5, когда входное напряжение становится меньше напряжения на соответствующем конденсаторе. При этом конденсаторы подключаются к общим шинам в обратном порядке и возвращают запасенную энергию во внешнюю цепь, т. е. полностью моделируются запасание и рекуперация энергии нелинейного конденсатора.

Изменяя уровни напряжения, управляющие транзисторными ключами, и величины емкостей линейных конденсаторов, можно получать требуемую характеристику нелинейного

10 конденсатора.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет повысить точность моделирования, ввиду подобия энергетических процессов в устройстве и в ориги15 нале.

Формула изобретения

Устройство для моделирования переменной емкости, содержащее параллельно соединен20 ные цепочки, каждая из которых состоит из диода, резистора и конденсатора, одна обкладка которого соединена с минусовой шиной источника напряжения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в каждую из параллельных цепочек устройства введены полупроводниковый стабилитрон и транзистор, коллектор которого соединен с плюсовой шиной источника напряжения, эмиттер — со второй обкладкой конденсатора, между эмиттером и коллектором транзистора подключен диод, база транзистора через полупроводниковый стабилитрон соединена с первой обкладкой конденсатора, а через резистор — с коллектором транзистора.