Устройство для решения нелинейныхзадач теории поля

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоцналнстнческикРеспублик(61) Дополнительное к нвт. ву 22) Заявлено 14,09,79 (21) 283 151)М. Кл 5/18 прнсоеднненнем заяв 06 Ь 7/46 5 зеударатвеииый комитет СССР ив делам изобретений и открытий(53) УДК 681.333088.8) тень Ж 2 2306 8 Дата бликования описания 2) Авторы изобретен. Гутенмахер и А. В. Фрицт 4 ф у,1 з " иОдесский ордена Тпол итехн дового Красного ческий институт 1) Заявнтел ЛИНЕЙНЫХ 4) УСТРОЙСТВО ЗАДАЧ ТЕДЛЯ РЕШЕНИЯ ИИ ПОЛЯ3Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.Известно устройство для решения нелннейных задач теории поля, содержащее 1 С -сетку, дополнительные онденсвторы по числу узлов ЯС -сетки, ключи коммутации и подзаряда, резисторы подзвряда, инверторы, широтно-импульсные модуляторы и блок задания управляющих Однако в этом устройстве возникаетнеобходимость периодического подзаряда дополнителыых конденсаторов, что снижает точность работы устройства и ус.лозкняет его. При замкнутом ключе коммутации величина емкости в узле 2 С-сетки равна разности между емкостью конденсатора 2 С-сетки и емкостью дополнительного конденсатора, умноженной на отношение сопротивлений резисторов обратной связи. При этом чувствительность вели- чины емкости к изменениям параметров элементов оказывается пропорциональной напряжений 1 и 21. 2диапазону изменения емкостей в устройстве и не ограниченной сверху.Это значительно снижает точность реализации малых емкостей. Так, например, если параметры всех элементов могут отклонятьсяот минималыых значений в пределах - 10%, то емкость, в 10Траз меньшая емкости конденсатора 2 С - сетки, может отклоняться от своего расчетного значения в пределах ф 1000%.Кроме того, при реализации больших диапазонов изменения емкостей устроййвоимеет мвльщ запас устойчивости. В этом случае, вследствие большей чувствительности, небольшие отклонения параметровэлементов от номинвлыых значений могут привести к появлению отрицательной узловой емкости - потере устройством ,устойчивости.Цель изобретении - повышение точнос-. ти и устойчивосии работы устройства.Указанная цедь достигается тем, что устройство для решении; нелинейных задач теории поля, содержащее %С-сетку и по3 84числу узлов РС -сетки дополнительныеконденсаторы, ключи, широтно-импульсныемодуляторы, блоки задающих напряжений,операционные усилители, ограниченныерезисторы и масштабные резисторы,причем каждый узел 2 С -сетки соединенс первым входом соответствующего широтно-импульсного модулятора, второй входкоторого подключен к выходу соответствующего блока задающих напряжений, выход широтно-импульсного модуляторасоединен с управляющим входом соответ- .ствующего ключа, информационный входкоторого соединен с соответствующимузлом ИС-сетки, один вывод масштабногорезистора соединен с одним выводомсоответствующего дополнительного конденсатора, другой вывод которого соединен с выводом соответствующего конденсатора ЯС-сетки, и с шиной нулевогопотенциала, дополнительно введены коммутируемые резисторы по числу узлов ЯСвсетки, причем вывод каждого коммутируемого резистора связан с соответствую- .щим узлом 3 С,-сетки, другой вывод коммутируемого резистора соединен с выходом соответствующего ключа, связаннымс другим выводом масштабного резистораузел 2 С-сеткн соединен с одним выводом соответствующего ограничительногореэистора 1 другой вывод которого соединен с инверсным входом соответствующего усилителя и с его выходом, а прямой вход операционного усилителя подключен к общему выводу соответствующего масштабного резистора и дополнительного конденсатора.йНа чертеже представлено предлагаемое устройство.Устройство содержит резисторы ХР 6 -сетки, конденсаторы 2 ЯС-сетки,дополнительные конденсаторы 3, ключи(управляемые) 4, широтно-импульсныемодуляторы 5, блоки 6 задания напряжений, операционные усилители 7, ограничительные резисторы 8, масштабныерезисторы 9, коммутируемые резисторы. 10,Устройство работает следующим образом.Входная емкость Су усилителя 7связана с емкостью дополнительногоконденсатора 3 соотношениемСС " - -( 1)К где К )О - коэффициент преобразования операционного усилителя 7.901 4Причем, при наличии импульса науправляющем входе ключа 4= К,а в паузе между импульсами К = К.Соответственно и величина С емкости5в узде С -сетки в импульсе составляетЪс=с фс =с+ -а в паузе - 1 Ь 2 К С=С ф -Когде С 0 - емкость конденсатора 2 С -РС - сетки,Тогда эквивалентное значение емкости в узле на период следования импульсов, вырабатываемых широтно-импульсными модуляторами 5 и поступающихна управляющий вход ключа 4, определяется по формуле20с с(2) 50 фор мула изобретения Устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее 7 С-сетку и по числу узлов С -сетки дополнительные конденсаторы, ключи, широтно-импульсные модуляторы, блоки задающих напря-, жений, операционные усилители, ограничительные резисторы, и масштабные резисгде -скважность импульсов на выходемодулятора 5.Величиназависит от узлового потенциала 0 по закону, задаваемому формой выходного напряжения блока 5.Соответствующим выбором формыэтого напряжения можно реализоватьпроизвольную зависимость Сэ (О ),что и позволяет решать с помощью предлагаемого устройства нелинейные задачитеории поля,Предлагаемое устройство, обеспечивает при любом диапазоне емкостей в устройстве точность реализации как больших,так и малых емкостей не хуже точности40 задания параметров элементов, что припрочих равных условиях значительно повышает точность решения задач,по сравнению с известным устройством.Устойчивость работы устройства также4 повышается, поскольку э 7 0 (т.е. устройство работает устойчиво) при любыхотклонениях параметров элементов отноминальных значений.5 8400торы причем каждый узел ЯС -сетки соединен.с первым входом соответствующего широтно-импульсного модулятора, второй входкоторого подключен к выходу соответствующего блока задающих напряжений, выходширотно-импульсного модулятора соединенуправляющим входом соответствующегоключа, информационный вход которогосоединен с соответствующим узлом 2 С -сетки, один вывод масштабного резисторасоединен с одним выводом соответствующего дополнительного конденсатора,другой вывод которого соединен с выводом соответствующего конденсатора 1 С -сетки, и с шиной нулеЬого потенциала,о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, сцелью повышения точности и устойчивостиработы, в него дополнительно введеныкоммутируемые резисторы по числу узлов 7 С -сетки, причем один вывод каждого коммутируемого резистора связан 61 6с соответствующим узлом %С -сетки,другой вывод коммутируемого резисторасоединен с выходом соответствующегоключа, связанным с другим выводоммасштабного резистора, каждый узелЯС -сетки соединен с одним выводомсоответствующего ограничительного резистора, другой вывод которого соединенс инверсным входом соответствующегооперационного усилителя и с его выходом, а прямой вход операционного усилителя подключен к общему выводу соотьветствующего масштабного резистораи дополнительного конденсатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертиз1. Авторское свидетельство СССР% 566254, кл. Ь 06 6 7/(46, 1975.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке % 2700888/18-24,кл. 6 06 б 7/46, 1978Составитель И. ЛебедевРедактор Т. Кугрышева Техред: Н.Келушак Корректор Г.РешетннкЗаказ 4770/75 Тираж 745 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета; СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал П 1111 Т 1 атент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4