Устройство для решения нелинейных задач теории поля

(19) 3151)С 06 С 7 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ( 21). (22) (46) (72) А.В. (71) ного (53) 34И.Великий рас- итут Трудового ческий ин детельство СССР7/46, 1975.тельство СССР7/46, 1973 566 2. 481 роГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ 3404874/18-2417,03,8215.99.83. Бюл. РВ.Е.Прокофьев, Врид и А.Г.КисельОдесский орденаЗнамени политехн681.3(088.8).1, Авторское сви254, кл, С 06 САвторское свиде043, кл. С 06 Стип) .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЬХ ЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ, содержащее ВС-сетку, Ю узлу которой подключен первый информационный выводпервого ключа, подсоединенного вторым информационным выводом черезнакопительный конденсатор к шиненулевого потенциала, и компаратор,первый вход которого подключен кгенератору напряжения специальной формы, а выход компаратора соединейс управляющим входом первого ключа,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности работыустройства, оно содержит дифференциальный операционный усилитель,второй, третий и четвертый ключи иинвертор, выход которого подключенк управляющим входам второго итретьего ключей, подсоединенныходними информационными выводами,квторому информационному выводу первого ключа, а другими информационными выводами - соответственно кинвертирующему входу и выходу дифференционального операционного усилителя и к информационным выводомчетвертого ключа, управляющий входкоторого подключен к входу инвертора и к выходу компаратора, неинвертирующий вход и выход цифференциального усилителя соединейы соответственно с узлом ВС-сетки и вторымвходом компаратора.1042039 25 55 60 Изобретение относится к аналого-вой вычислительной технике.Известны устройства для решениянелинейных задач теории поля, содержащие ВС-сетку, накопительныйконденсатор, подключенный к узлуВС-сетки через ключ, управляемыйширотно-модулированными импульсами Г 1.Однако для указанных устройствхарактерна недостаточно высокаяточность,Наиболее близким техническим,решением к изобретению являетсяустройство для решения нелинейныхзадач теории поля, содержащее ВС-сет"15ку, накопительный конденсатор, генератор напряжения специальной формы,последовательно соединенные триггЕрШмитта (компаратор) и ключ, первыйи второй выводы которого непосредственно и через накопительньф кон"денсатор параллельно подключены кконденсатору ВС-сетки, диодный ключ,выход которого соединен со входомнакопительного конденсатора и вторым выводом ключа, и эмиттерныйповторитель, подключенный входом кпервому выводу ключа, а выходом - кпервому входу триггера Шмитта ивходу диоднбго ключа, причем второйвход триггера Шмитта подключен квыходу генератора напряжения ф),Недостатком данного устройстваявляется низкая точность рработы,из-за неидеальности диодного ключаподзаряда.35Действительно, при отключенномот ВС-сетки накопительном конденсаторе напряжения на нем отслаживаетузловой потенциал с ошибкой, вызванной: погрешностью уровня подзаряда 40из-за налияИя порогового напряженияотпирания диодного ключа Я ), атакже инерционность цепи подзарядаиз-за наличия конечного сопротивле"ния открытого ключа (ГД . 45В результате в момент замыканияключа напряжения в узловой точкеВС-сетки изменяется скачком из-заперераспределения зарядов междуобкладками конденсаторов, т,е. появляется ошибка,Кроме того, с течением времени ошибка накапливается от периода к .периоду, что снижает точность работы устройства. Причем с повышением частоты () коммутации, что необходимо для уменьшения методической погрешн 9 сти импульсного управления емкостью, аппаратурная погрешность ( д;х) растет, так какс)" =С%Р где"-фклС 2постоянная времени цепи подзаряда, 65 обусловления конечным сопротивлением ключа подзаряда.Цель изобретения - повышение точности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее ВС-сетку, к узлу которой подключен первый информационный вывод первого ключа, подсоединенного вто" рым информационным выводом через накопительный конденсатор к шине нулевого потенциала, и компаратор, первый вход которого подключен к генератору напряжения специальной формы, а выход компаратора соединен с управляющим входом первого ключа, дополнительно содержит дифференциальный операционный усилитель, второй, третий и четвертый ключи и инвертор, выход которого подключен к управляющим входам второго и третьего ключей, подсоединенных одними информационными выводами к второму информационному выводу пер" вого ключа, а другими информационными выводами - соответственно инвертирующему входу и выходу дифференциального операционного усилителя и к информационным выводам четвер того ключа, управляющий вход которого подключен ко входу инвертора и к выходу компаратора, неинвертирующий вход и выход дифференциально, го усилителя соответственно соеди" нены с узлом ВС-сетки и вторым. ,входом.компаратора.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит резисторы 1 и конденсатор 2 ВС-сетки, накопительный конденсатор 3, первый 4, третий 5, четвертый 6 и второй 7 аналоговые ключи, дифференциальный операционный усилитель 8, инвертор 9, компаратор 10 (например триггер Шмитта), генератор 11 напряжения специальной формы 11.Устройство работает следующим образом.При периодическом подключении накопительного конденсатора 3 параллельно конденсатору 2 ВС-сетки через ключ 4 эквивалентная емкость С узла ВС-сетки определяется скважностью импульсов, вырабатываемых компаратором 10. Йа вход компаратора 10 поступает узловой потенциал Ч и периодическое напряжение с периодом Т= , вырабатываемое генератором напряжения, специальной формы 11. Поэтому скважность импуль-. сов с выхода компаратора 10 зависит от Ч по закону, задаваемому формой выходного напряжения генератора 11, Соответсвующим выбором формы .этого напряжения можно реализовать произвольную зависимость С э (Ч), что1042039 Составитель А.МасловРедактор М,Келемеш Техред М. Надь Корректор А.Тяско Заказ 7130/50 Тираж 706 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород,ул. Проектная,4 позволяет решать с помощью устройся. ва нелинейные задачи теории поля,При этом в отличие от прототипапри разомкнутых контактах ключа 4 подзаряд накопительного конденсатора 3 осуществляется через замкнутый ключ 7, включенный в цепь единичной отрицательной обратной связи операционного усилителя 8 через замкнутый ключ 5; Операционныйусилитель 8 .тока от КС-сетки не по требляет, так как все время рабо,тает в режиме повторителя напряжения. При замкнутом, ключе 4 цепь еди. ничной атрицательной обратной связи замыкается, через ключ б, а при .раз омкнутом ключе 4 - через ключи 5 и 7. Таким образом, ключ 7 находится в цепи единичной отрицательной обратной связи и его показатели аеидеальности (остаточное сопротивление открытого ключа 7,и пороговое напряжение, приведенные ко входу накопительного конденсатора 3) уменьшается в К раз. При этом по стоянная времени цепи подэаряда, ббусловленная конечным сопротивлением открытого ключа, равнат: " с (г) где К р - коэффициент усиления операцнонного усилителя 8 беэ обратной связи.Так как у операционных усилителей Кзи 10, то по сравнению с пр 6- тотипом влияние неидеальности ключа 7 (наличие порогового нарряжения и конечного сопротивления открытого ключа) резко уменьшается, а точность работы устройства повышается.