Аналоговое устройство для отображения изолиний потенциальных полей

 

АНИЕ

Союз Советских

Соцналкстнчвсккх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61.) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 28. 04. 80 (21) 2919505/18-24 с присоединением заявкн М(23) Приоритет

{51)N. Кл. (.01 Р 5/00

3Ьеудерстееввй кюкнтет

СССР не денем нзаеретеннй н еткрытнй (5З) ЮК 681 ° 333. (688.8)Опубликовано 15. 05. 82. Бюллетень Яб 18

Дата опубликования описания 15.05.82 (72) Авторы

„ изобретения

В.В.Засульский и А.Г,Тарапон

Ордена Трудового Красного Знамени институт математики

АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) АНАЛОГОВОЕ УСТРОЙСТВО дЛя ОТОЬ АжЕНИя

ИЗОЛИНИЙ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ПОЛЕЙ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для визуального отображения информации на экране электронно-лучевой трубки при работе с электрическими моделями, выполненными из дискретных элементов (сетки1 или на непрерывных элек0 тропроводных средах. Устройство позво ляет автоматизировать измерение и обработку результатов решенная стационарных задач, описываемых дифференциальными уравнениями в частности про1 . изводных, метбдами электрического моделирования, дает возможность оператору видеть на экране телевизионного индикатора картину изолиний, позволяет при изменении граничных условий сразу же видеть результата этого воздействия на экране.

Известно устройство для визуализации процесса решения уравнений параболического типа на сеточной модели, 2 содержащее сеточную модель, шаговыи искатель, блок регистрации .Г1 1.

Недостатком устройства является механическая коммутация узлов сетки шаговым искателем и регистрация только дискретных значений напряжений.

Ъ

Наиболее близким к изобретению является прибор для визуального наблюде ния изолиний потенциальных полей,содержащий модель Электрического поля, коммутатор на фотосопротивлениях,блок сравнения и регистрирующее устройство 2), Недостатком его является необходимость механического или электроннолучевого устройства для засветки фо" тосопротивлений, а также ограничение скорости коммутации из-за инерцион-., ности фотосопротивлений.

Цель изобретения - упрощение уст" ройст ва и повышение быстродействия.

Цель достигается тем, что устройс" тво, содержащее модель электрического поля, блок сравнения, индикатор и генератор тактовых импульсов, дополни28170 4

3 9 тельно содержит два распределителя импульсов, выходной интегратор, группу выходных ключевых элементов и группу формирователей непрерывного напряжения, каждый из которых состо- ит из интерполятора, m усилителей мощности и m ключевых элементов, причем выходы модели электрического поля соединены со входом соответствующего усилителя мощности, выход каждого усилителя мощности соединен с информационным входом соответствующего ключевого элемента, выходы которых в каждом формирователе непрерывного напряжения объединены и соединены с информационным входом интерполятора, управляющие входы интерполяторов всех формирователей . непрерывного напряжения объединены и подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов и входу первого распределителя импульсов и входу первого распределителя импульсов, i-й выход которого 1 = 1,...,m) соединен с управляющими входами

1-х ключевых элементов всех формирователей непрервыного напряжения, выход интерполятора к-го формирователя непрерывного напряжения группы,

На чертеже приведена структурная схема устройства.

25

35 о

На схеме обозначены модель 1 электрического поля, группа формирователей 2 непрерывного напряжения, каждый из которых содержит усилители 3 мощности, ключевые элементы 4 и интерпо лятор 5„ распределитель 6 импульсов, группа выходных ключевых элементов 7,, распределитель 8 импульсов, выходной интегратор 9, блок 10 сравнения, ин.Ъ дикатор .11 генератор 12 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Входы усилителей мощности 8 подключаются к узловым точкам модели если она выполнена из дискретных элементов, например, RC-сетки, или равномерно располагаются на модели, если она выполнена из электропроводной среды. Напряжение сигнала с выхода усилителей 3 мощности поступает через ключевые элементы 4 на общую шину. Ключевые элементы 4 всех формирователей 2 управляются прямоугольными импульсами с распределителя 6 импульсов. Ключевые элементы работают последовательно сверху вниз и на общей шине появляется напряжение ступенчатой формы, пропорционально отображающее распределение напряжений в вертикальных группах точек модели.

Это напряжение поступает на интерполятор 9 и на выходе его вырабатывается напряжение, интерполирующее распределение напряжений между точками подключения в вертикальных группах.

Аналогично и параллельно работают все формирователи. Таким образом, на выходах интерполяторов 9 вырабатываются сигналы, интерполирующие напряжения между дискретными точками в вертикальных рядах модели. Напряжение с выхо-. дов интерполятора 9 поступают на входы ключевых элементов 7, управляемых распределителем 8 импульсов.

Последний с гораздо большей скоростью, чем изменяются коммутируемые напряжения, включает ключевые элементы 7 последовательно слева направо и на выходе интерполятора 9 вырабатывается напряжение, интерполирующее распределение напряжений в горизонтальных рядах точек модели 1. Но так как распределитель импульсов как бы переключает горизонтальные ряды точек модели 1 сверху вниз, то и результирующее напряжение выходного интерполятора 9 последовательно, строку за строкой, включая все проме" жуточное значения, отображает потенциальную каРтину модели. Далее напряжение с выхода интерполятора 9 поступает в блок 10 сравнения, где при равенстве с напряжением, заданным заранее, вырабатывается импульс засветки. Этот импульс засвечивает экран

5 9281 индикатора в точке, где будет находиться заданная изолиния.

Введение новых блоков и связей меж ду ними позволяет упростить устройство и повысить его быстродействие.

Формула изобретения

Аналоговое устройство для отобра- iO ения изолиний потенциальных полей, содержащее модель электрического поля, блок сравнения, индикатор и генератор тактовых импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью 1s упрощения устройства и повышения быстродействия, оно дополнительно содержит два распределителя импульсов, выходной интерполятор, группу выходных ключевых элементов и группу формирова. рв телей непрерывного напряжения, каждый из которых состоит из интерполятора, m усилителей мощности ключевых элементов, причем выходы модели электрического поля соединены д со входом соответствующего усилителя мощности, выход каждого усилителя мощности соединен с информационным входом соответствующего ключевого элемента, выходы которых в каж:дом формирователе непрерывного напряжения объединены и соединены с информационным входом интерполятора, управляющие входы интерполяторов всех формирователей напрерывного напряжения объединены и подключены к

70 6 первому выходу генератора тактовых импульсов и входу первого распределителя импульсов, 1-й выход которого (° (i 1,... „m} соединен с управляющими входами 1-х ключевых элементов всех формирователей непрерывного напряжения, выход интерполятора к-r0 формирователя непрерывног напряжения группы (k 1,...,n) подключен к информационному входу к-го выходного ключевого элемента группы, управляющий вход которого соединен с к-м выходом второго распределителя импуль сов, выходы выходных ключевых элементов группы объединены и подключены к информационному входу выходного интерполятора, выход которого соеди нен с входом блока сравнения, выход блока сравнения подключен к первомувходу индикатора, второй вход которого соединен со вторым выходом генера" тора тактовых импульсов, третий выход которого подключен ко входу вто рого распределителя импульсов и управляющему входу выходного интерполятора.

ИстОчники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Некоторые вопросы прикладной математики и аналоговой техники.

Сб. статей, вып.2, Киев, "Техника", 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Н 142042, кл. 6 01 0 15/30, 1963 (прототип) .

928l70

Составитель В.Фукалов

Редактор Н.Ромжа Техред .М. Надь КорректорИ.Шароши

Заказ 3223/52 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иизобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4