Устройство для моделирования квазиотрицательного сопротивления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А 1 9) (111 аэ 4 С 06 Ь 7./4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а Л кья о СССР1974.СССР1980. АНИЯЕНИЯэлементльной аются, опре- рого силио от- пероделиопротивширениестройстцие по овыхтик кажтся ввеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельстИ 396694, кл. С 06 6 7/48,Авторское свидетельствоУ 898456, кл. С 06 6 7/48,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОКВАЗИОТРИЦАТЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛ(57) Изобретение относится кной базе аналоговой вычислиттехники и предназначено длярования квазиотрицательноголения. Цель изобретения - рафункциональных возможностейва за счет обеспечения одинавходных и выходных характеридого его входа. Цель достига дением в устройства масштабирующегорезистора и усилителя рассогласования. Схемное решение устройства позволило обеспечить одинаковые входныеи выходные характеристики относительно его выводов. Действительно, приравенстве величин первого и второгомасштабирующих резисторов входноесопротивление по каждому из выводовдвухполюсника по отношению к внешнейцепи одинаково и равно Е, Кроме того,как первый, так и второй дифференциальные усилители независимо от параметров внешнеи цепи не перегруж так как их минимальная нагрузка деляется величиной первого и вто масштабирующих резисторов. Оба у теля рассогласования одновременн .страивают входные сигналы как по вому, так и по второму выводу пр лагаемого устройства, а дифферен альные усилители имеют одинаковь абсолютной величине выходные нап ,.жения. 1 ил.Изобретение относится к элементной базе аналоговой вычислительной техники и предназначено для моделирования квазиотрицательного сопротивления, т.е. реализует двухполюсник,5 имеющий заданный отрицательный импе- данс по отношению к внешней цепи.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения одинаковых входных и выходных характеристик каждого его входа.На чертеже приведена схема устройства для моделирования квазиотрица тельного сопротивления.Устройство содержит первый и второй усилители 1 и 2 рассогласования, первый и второй дифференциальные усилители 3 и 4, резисторный делитель 20 напряжения, выполненный из последовательно включенных резисторов 5, 6 и 7, первый и второй масштабирующие резисторы 8 и 9.Устройство работает следующим образом.При подключении к его первому и второму выводам внешней цепи с напряжением Б и Б соответственно (входное напряжение П =Б-Б ) первый 30 и второй усилители 1 и 2 рассогласования производят отстройку своих входных напряжений П-П, и Б -Б соответственно. В силу свойств операционных усилителей, на которых реали зованы активные элементы предлагаемого устройства, и общей отрицательной обратной связи отстройка производится таким образом, что разница напряжений Б -Б, и 11 -Б уменьшается.40 Действительно, выходные напряжения усилителей 1 и 2 рассогласования суммируются и усиливаются дифференциальными усилителями 3 и 4, Выходные напряжения Е и Едифференциальных 45 усилителей приложены к делителю напряжения, следовательно, изменяются напряжения Б и Б на промежуточных выводах делителя. Изменение этого напряжения производится активными элементами устройства до тех пор, пока разница напряжений между инвертирующим и неинвертирующим входами каждого из усилителей 1 и 2 рассогласования не станет меньше напряжения невязки Е, т.е. станет фактически равной нулю. Действительно, величина напряжения невязки определяется следующим соотношением: Ц выхЕ = где Б- выходное напряжение усилителя;К - его коэффициент усилениябез обратной связи (К 10 --10 для серийных усилителей).Таким образом, на промежуточных выводах делителя устанавливаются напряжения Б,=Б, и 07=0 . Следовательно, для электрической цепи справедливы следующие соотношения:Е 7 ы 7 П 1 П 2 Е 7-Б, П,-Б(1)г К707-Е 7 П,-Б 7 07-Ег 17-Б--- = - . - или (2)г К г К фгде г - сопротивление резисторов 5 и 7; К - сопротивление резистора 6Из соотношений (1) и (2) легко вычисляется разность напряжений Е -Е приложенная к делителюП 1 07 П 1 07Е -Е =г(2 -- -+ -- -) (3)7 7 К г фесли К=2 г, тоЕ,-Е =2(П,-15). (4)Если величина напряжения Е -Е1 Я внутреннего источника питания такого двухполюсника вдвое больше величины входного напряжения Б,-ц и синфазно ему, то это эквивалентно получению отрицательного сопротивления на выводах устройства по отношению к внешней цепи.Действительно, из закона Ома следует:Б 7-Б 7-(Е 1-Ег) Бвх1 (5)вх и,+ ф где 1 бх- ток входной цепиэ ЕЕ - импедансы масштабирующихрезисторов 8 и 9, причемдля симметрии входных и выходных характеристик относительно выводов двухполюсникаобычно Е =ЕФормула изобретенияУстройство для моделирования квазиотрицательного сопротивления, содержащее первый усилитель рассогласования, первый и второй дифференциальные усилители, резисторный делитель напряжения, масштабирующий резистор, выход первого дифференциального усилителя подключен к первому крайнемувыводу резисторного делителя напряжения и через первый масштабирующий резистор - к первому информационномувходу устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей устройства за счет обеспечения моделированияодинаковых входных и выходных характеристик каждого его входа, в устрой Оство дополнительно введены второймасштабирующий резистор, второй усилитель рассогласования, выход которого подключен к инвертирующему входупервого дифференциального усилителя 15и к неинвертирующему входу второгодифференциального усилителя, выходкоторого через второй масштабирующийрезистор соединен с вторым информационным входом устройства и неинверти О рующим входом второго усилителя рассогласования, инвертирующий вход которого подключен к первому промежуточному выводу резисторного делителянапряжения, второй крайний вывод резисторного делителя напряжения подключен к выходу второго дифференциального усилителя, второй промежточный вывод резисторного делителянапряжения соединен с инвертирующимвходом первого усилителя рассогласования, выход которого подключен к неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя и к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя, неинвертирующий входпервого усилителя рассогласованиясоединен с первым информационным входом устройства,