Устройство для моделирования нелинейных двухполюсников

СОКЕ СОЕЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6 О 7/62 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ческийьев,усилители гия, 1974 1984.ЕЛИРОВАНИЯсодержаель, неивляется м устроияжения, резисто и елью повыдены второ й, второй силители енты воссопротивле ель тока,неинверти АРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДНЕЛИНЕЙНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ,щее дифференциальный усилитвертирующий вход которого япервым информационным выводства, первый усилитель напрпервый и второй масштабныеи переменный резистор, о тю щ е е с я тем, что, с цшения точности, в него ввеусилитель напряжения, первьи третий неинвертирующие утока, первый и второй элемпроизведения комплексногония и инвертирующий усилитвыход которого подключен к,801354220 А 1 рующему входу дифференциального уси лителя, выход которого через переме ный резистор соединен .с входом первого неинвертирующего усилителя ток выход которого через нагрузочный ре зистор соединен с шиной нулевого по тенциала устройства и подключен к входу первого усилителя напряжения, выход которого через первый элемент воспроизведения комплексного сопротивления соединен с входом второго неинвертирующего усилителя тока, выход которого подключен к входу второго усилителя напряжения и к первому выводу элемента воспроизведения комплексного сопротивления, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход второго усилителя напряжения подключен к первым выводам первого и второго масштабных резисторов, второй информационный вывод устройства соединен с инвертирующим входом диф ференциального усилителя и с выходом третьего неинвертирующего усилителя тока, вход которого подключен к второму выводу второго масштабного резистора, второй вывод первого масштабного резистора соединен с входом инвертирующего усилителя тока, 135422010 Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для моделирования нелинейных двухполюсников.Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования нелинейных кулонвольтных характеристик.На чертеже изображено предлагаемое устройство.Устройство содержит переменный резистор 1, первый 2 и второй 3 элемен" ты воспроизведения комплексного сопротивления, первый 4 и второй 5 масштабные резисторы, дифференциальный усилитель б, первый 7 и второй 8 усилители напряжения, первый 9, второй 10, третий 11 неинвертирующие усилители тока, инвертирующий усилитель 12 тока, нагрузочный резистор (не показан). Переменный резистор 1 включен между выходом дифференциального усилителя 6 и входом первого неинвертирующего усилителя 9 тока. Вход первого усилителя 7 напряжения подсоединен к выходу первого неинвертирующего усилителя 9 тока, который является выходом устройства и соединен через нагрузочный резистор с шиной нулевого потенциала, элемент 2 включен между выходом первого усилителя 7 напряжения и входом второго неинвертирующего усилителя 10 тока. Второй элемент 3 включен между выходом второго неинвертирующего усилителя 10 тока и шиной нулевого потенциала. Вход второго усилителя 8 напряжения подключен к выходу второго неинвертирующего усилителя 10 тока. Первый 4 и второй 5 масштабные резисторы подсоединены одним выводом к выходу второго усилителя 8 напряжения, а вторым - соот,ветственно к входу инвертирующего усилителя 12 тока и к входу третьего неинвертйрующего усилителя 11 тока. Выход инвертирующего усилителя 12 тока подсоединен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя 6, являющемуся первым информационным выводом устройства. Выход третьего неинвертирующего усилителя 11 тока подсоединен к инвертирующему входу дифференциального усилителя б, являющемуся вторым информационным выводом устройства;Устройство работает следующим образом. Напряжение на выходе дифференциального усилителя 6 пропорционально напряжению между первым и вторым информационными выводами устройства:П =К (П,-П ), (1) где Б, - напряжение на первом информационном выводе,напряжение .на втором информационном выводе;К - коэффициент усиления дифференциального усилителя б;Б 4 - напряжение на выходе диффе ренциального усилителя б.Ток на входе первого усилителя 9тока определяют из соотношения (входным сопротивлением усилителя токапренебрегают) 20 О1 =П /К= - - ---К М -Бг)4 У(2)где К - сопротивление переменного резистора 1.Ток на выходе первого усилителя 9тока КК Ы-П)1=К 1 (3)Э 1 Н р эДгде К, . - коэффициент усиления перво .го усилителя 9 тока;1 - ток на выходе первого усили 3теля 9 тока.Напряжение на входе первого усилителя 7 напряжения35 Е,К К,Й Па)П =Е 1 (4)н з Р,где Е - сопротивление нагрузки.Напряжение на выходе первого усилителя 7 напряжения40цчц 2 к кк, (и -и )(5)4з КЭцгде К, - коэффициент усиления первогоусилителя 7 напряжения.45 Ток на входе второго усилителя 10тока оьКк (П1=ПИ- -- - - 4 4221(6) где 2 - сопротивление первого элемента 2 воспроизведения комплексного сопротивления,Напряжение на входе второго усилителя 8 напряжения пропорционально сопротивлению второго элемента 3 воспроизведения комплексного сопротивления 2ицЕЕК К, КК(П -Пз)5ф.4 Елз 13542204Ток на входе третьего усилителя 11 Тогда входное сопротивление усттока ройства определяется выражением П -.г2г Е фПодставляют (10)-(12) в (13) иполучают(15)Подставляют (15). в (14) и получают ЫХ ц ,т ч цц ( 222 чК Кнк 2 К 2 К(Б -Пг) (8) д г г ЕКК ф . 5 где К 2 - коэффициент усиления второгоусилителя 8 напряжения;К - сопротивление второго масштабного резистора 5.Ток на входе инвертирующего усили О теля 12 тока цнцЕ = цП К 2 2 К К,К К К (П П) (9)6 2 1 г 2 КК 2где К - сопротивление первого масш 2. табного резистора 4.Токи через первый и второй информационные выводы устройства определяются соотношениемц; Э ь ц ч 20222 чК ККК 2 КК 2(П 2) (10)2,К Кгде К - коэффициент усиления инвертирующего усилителя 12 тока,ц ц ц з э ц ц 25222 К К,ККК,КК,(П -г) (11)2ЕКК,где К, - коэффициент усиления третье- фго усилителя 11 тока.При К,=К 4 токи через первый и второй выводы равны, т.е.Е,=-Е,=Е, (12) Е,К К,(16)Е ЕКИз выражения (16) видно, что характер входного сопротивления зависит от характеров сопротивления элементов 2 и 3, не составляет труда сделать его либо индуктивным, либо емкостньщ. Масштаб моделируемой нелинейной ха рактеристики можно изменять переменным резистором 1.Устройство позволяет моделировать как незаземленные двухполосные с нелинейными вебер-амперными или кулонвольтными характеристиками, так и заземленные. Для имитации последнего достаточно соединить первый или второй входы с шиной нулевого потенциала.