Устройство для моделирования отрицательного сопротивления

 

Ю.П. Камаев, Е.А, Макарон, В.Н. Крайнов и А.;Н . Реэинкин .Ъ

s

М Ъ

Куйбышевский ордена Трудового Красного ЗнаЖУЖ политехнический институт им. В.В. Куйбышева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ОТРИЦАТЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в частности к созданию функциональных элементов электронных моделирующих машин, требующих по условиям моделирования решаемых задач применение резисторов с отрицательной проводимостью, реализуемых с помощью специальных узлов, называемых устройствами для моделирования отрицательно-: го сопротивления и конверторами отрицательного сопротивления.

Известно устройство для моделирования отрицательного сопротивления, содержащее два дифференциальных усилителя и шесть токозадающих резисторов (11.

Недостатком данного устройства является низкая точность работы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для моделирования отрицательного сопротивления, содержащее дифференциальный усилитель, неинвертирую

2 щий вход которого является входом устройства, и три токозадаюцих резистора, первый вывод первого такозадающего резистора подключен к неин- .

1вертирующему входу дифференциального усилителя, а второй вывод — к выходу дифференциального усилителя и к первому выводу второго токозадающего резистора, второй вывод второго токозадающего резистора подключен к неинвертирующему входу дифференциальнбго усилителя и через третий токозадающий резистор - к шине нулевого потенциала.

Недостатками устройства являются узкий диапазон отрабатываемых сопротивлений и недостаточная точность.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, го что в устройство для моделирования отрицательного сопротивления, содержащее первый дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход котороИв Ивьiх 2 К 1 (2!

И1 в

1 (6I

3 97

ro является входом устройства, и три токозадающих резистора, первый вывод первого токозадающего резистора подключен к.шине нулевого потенциала, первый вывод второго токозадающего резистора подключен к выходу первого дифференциального усилителя, введены второй дифференциальный усилитель и четыре неэаэемленных .источника питания, первые разноименные выходы первого и второго неэаэемленных источников питания объединены и подключены к неинвертирующему входу второго дифференциального усилителя и ко второму выводу первого токоэадающего резистора, вторые разноименные выходы первого и второго незаземленйых источников питания подключены

Ф к соответствующим входам питаыйя первого дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого подключен к его выходу, второй вывод второго токозадающего резистора подключен к шине нулевого потенциала и к первому выводу третьего токозадающего резистора, второй вывод которого подключен к выходу второго дифференциального усилителя и к его инвертирующему вхо ду, первые разноименные выходы третьего и четвертого незаземпенных источников питания объединены и подключены к неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя, вторые разноименные выходы третьего и четвертого неэаземленных источников питания подключены к cîîòâåòñòвующим входам питания второго дифференциального усилителя.

На чертеже приведена. принципиальная схема устройства для моделирования отрицательного сопрот. вления.

Устройство дпя моделирования отрицательного сопротивления содержит дифференциальный усилитель 1 с не-. эаземленными источниками питания 2 и

3, дифференциальный усилитель 4 с неэаэемпенными источниками питания 5 и

6, токозадающие резисторы 7, 8 и 9, задающие коэффициент конверсии. . Устройство для моделирования отрицательного сопротивления работает следующим образом.

, Дифференциальные усилители и 4 включены по схеме повторителей. напряжения с коэффициентом усиления, равным единице. Отсюда следует:

И„- И, ; И И !

4380 где И1 и И - соответственно входные напряжения диффренциальных усилителей 1 и 4;

И2 и И - соответственно выходные

S йапряжения дифференциальных усилителей 1 и 4.

Для всего устройства можно запи10 сать ° где "ex " "фыр - соответственно ехор-, ное и выходное напряжения всего устройства;

I 1 и I 2 вхОднОЙ и ВЫХОДНОЙ ток;

)(- коэффициент конверсии устройства, В силу свойств дифференциального уси- лителя токи на их инвертирующих и неинвертирующих Входах 1„, 11, 1!

14 практически pa8Hbl нулю пОэтОму можно записать по первому закону

Кирхгофа

1 (3)

12= 1Z

30 Входное сопротивление устройства для моделирования отрицательного сопротивления с учетом направлений токов и напряжений определяется по формуле

RBx

U1

35 . 1

Выходное напряжение устройства записывается

Иаь х = +I2

Выходные токи для дифференциальных

40 усилителей 1 и 4 находятся по выражениям

И 1

45 2 = У (B

Учитывая (1), (3) и (6), имеем

= ЯЭI, ... (8)

Подставив (7) в (8) и учитывая (3), 50 получаем

I1 - =Г 2 (9) где К=

21

- коэффициент конверв сии. (1О1

55 Сопоставив формулы t.1), (4), (5) и (9), можно записать

Rex -К = - — — R>. («)

И2 1

974380 формула изобретения

Таким образом, моделируемое отрицательное сопротивление определяется выражением

R 1 отр 1 &( йв

Использование новых элементовдифференциального усилителя и неэаземленных источников питания выгодно отличает предложенное устройство от прототипа, так как оно позволяет повысить точность моделирования отI рицательных сопротивлений эа счет того, что запас усиления дифференциальных усилителей полностью,обменивается на уменьшение погрешности устройства. Это увеличивает сферу применения устройства в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных машинах, где аппаратурная реализацйя влияет на точность, решения задачи.

Устройство для моделирования отрицательного сопротивления, содержащее первый дифференциальный- усилитель, неинвертирующий вход которого является входом устройства, и три токозадающих резистора, первый вывод первого токозадающего резистора подключен к шине нулевого потенциала, первый вывод второго токозадающего резистора подключен к выходу первого дифференциального усилителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, в него введены

6 второй дифференциальный усилитель и четыре незаземленных источника питания, первые разноимвнные выходы первого и второго незаэемленных ис5 точников питания объединены .и подключены к неинвертирующему входу второго дифференциального усилителя и ко второму выводу первого токозадающего резистора, вторые разноименные выходы первого и второго незаземленЪ. ных источников питания подключены к соответствующим входам питания первого дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого под

15 ключен к его выходу, второй вывод второго токозадающего резистора подключен к шине нулевого потенциала и к первому выводу третьего токоэадающего резистора, второй вывод кото20 рого подключен к выходу второго дифференциального усилителя и к его инвертирующему входу, первые разноименные выходы третьего и четвертого незаземленных источников питания объедиИ нены и подключены к неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя, вторые разноименные выходы третьего и четвертого незаземленных источников питания подключены к соЗФ ответствующим входам питания второго дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

35 М 452012, кл. 7/48, 1975.

2.. Хьюлсман Л.П . Теория и расчет активных RC-цепей. И., "Мир", 1973, с. 126-128, фиг, 3 (прототип).

974380

Подписное

Заказ 705/ 7 Тираж 731

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиаЛ ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель T. Сапунова

Редактор Н. Горват Техред I.Êàcòåëåâè÷ Корректор H. Вуряк