Устройство для моделирования электрических цепей

0% ОИ СОЮЗ СОВЕТСНИХОЙИНПЕИПЕИРЕСПУБЛИК 6 С 7/62 3 СЮ д ПЪЮПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯффф% ж ь ного ный 1. ОВСВ с я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ЕВАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ н двтонсноиФ СВИДЕ 1 В 7 В(71) Николаевский ордена ТрудоКрасного Знамени кораблестроитинститут им, адм. С,О,Макарова(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ по автУ 1003114, о т л и ч а ю щ е е тем,.что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения процесса управления вентилями, в каждую модель вентиля вве"дены согласующий резистор, компаратор и управляемый генератор импульсов, выход которого соединен спервым входом компаратора, выходкоторого через согласующий резисторподключен к входу операционногоусилителя, выход которого соединенс вторым входом компаратора, третийвход которого является входом настройки устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве в каждую модель вентиля устройства введены согласующий резистор, компаратор и управляемый генератор импульсов, выход которого соединен с первым вхо. дом компаратора, выход которого через согласующий резистор подключен к входу операционного усилителя, выход которого соединен с вторым 50 Изобретение отиосится к аналоговой вычислительной технике и.может быть использовано при моделировании электрических, цепей с полупроводниковыми элементами.По основному авт. св. В 1003114 известно устройство для моделирования электрических цепей, содержащее матрицу оМ моделирующих резисторов, каждая строка которой подключена через уравновешивающий усилитель к одноименному столбцу матрицы и через резистор - к соответствующему источнику напряжения, модели вентилей, каждая модель вентиля подключена прямым и инверсным входами соответственно к ъ-му и-мустолбцам матрицы, -я и-я строки которой соединены с инверсным и прямым входами модели вентиля соответственно. Кроме того, каядая модель вентиля содержит резисторы, ди. од, операционный усилитель и два инвертора, прямой вход модели подключен через первый .резистор к входу операционного усилителя, выход . которого соединен через второй резистор с прямым выходом модели, через последовательно соединенные первый инвертор и третий резистор с инверсным выходом модели и с анодом диода, катод которого подключен к входу операционного усилителя и через последовательно соединенныечетвертый резистор и второй инвертор - с инверсным входом модели Г 13.Однако известное .устройство, предназначено для моделирования электрических цепей с неуправляемыми вен" тилями.и не может быть использовано для моделирования электрических цепей с управляемыми вентилями, на,пример с однооперационными и двух- .операционными тиристорами..:Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей эа счетвоспроизведения процесса управления. 101520.25303540 входом компаратора, третий вход которого является входом настройки устройстваНа фиг. 1 приведена схема устройства, на фиг. 2 - возможная реализация управляемого генератора импульсов.Устройство содержит матрицу . ПИ моделирующих резисторов 1, источники 2 напряжения, блок 3 уравновешиваю-. щих усилителей и блок 4 моделей, вентилей. Каждая модель вентиля сод ржит операционный усилитель 5, вто. рой 6 и первый 7 инверторы, резисторы 8-11 и диод 12, управляемый генератор 13 импульсов, компаратор 14 с отрицательным уровнем единичного сигнала на выходе и согласующий резистор 15. Генератор 13 включает генератор 16 пилообразного напряжения, аналоговый компаратор 17, конденсатор 18, резистор 19 и диод 20.Каждая строка матрицы 1 через уравновешивающий усилитель блока 3 подключена к одноименному столбцу матрицы и через резистор - к соответствующему источнику 2 напряжения. Каждая модель вентиля подключена прямым и инверсным входами соответственно к . -му и-му столбцам матрицы 1,-я и-я строки которой соединены с инверсным и прямым выходами модели вентиля соответственно. Выход и вход операционного усилителя 5 модели вентиля подклю чены соответственно к второму входу и,через согласующий резистор 15 к выходу компаратора 14 (аналогового) на третий вход которого подключено положительное напряжение, соответствующее току удержания вентиля, а первый вход соединен с выходом управляемого генератора 13 импульсов, который является моделью системы управления вентиля.Устройство работает следующим образом.Матрицы 1 моделирующих резисторов совместно с источником 2 напряжений, уравновешивающими усилителями 3 и моделями вентилей 4 моделирует электрическую цепь с вентилями в соответствии с уравнениями:АФ=АфЕВ и 15 матрица. собственных и взаимных проводимостей ветвей;матрица-столбец узловыхпотенциалов цепи;диагональная матрица проводимостей ветвей, содержащих источники напряжения;матрица-столбец источников.напряжения цепи,аналоговые модели потенциалов -го и о -го узловцепи,аналоговая модель тока через вентиль,входные резисторы соответственно 8, 11 и 15 операционного усилителя 5 0 при 1) 0Р(вР- сопротивсд при т (О6- ление диода в цепи обратнойсвязи усилителя 5;О - выходное напряжение аналогового компаратора 14(единичному сигналу на еговыходе соответствует отрицательный уровень напряжения),При отсутствии управляющего им" пульса с выхода генератора 13 навыходе аналогового компаратора 14 . устанавливается отрицательное напряжение, которое, поступая через резистор 15 на вход операционного усили. теля 5, в силу соотношения между его входными резисторами вида ва 2.8 и .пвцобеспечивает нулевое значение вы ходного напряжения усилителя 5 при .любых значениях потенциалов ф ф, При появлении на выходе генератора 1; 13 импульса отрицательной полярности,соответствующего сигналу на открывание вентиля, выходное напряжение О аналогового компаратора 14 становится равным нулю и в соответствии с зависимостью (2) на выходе операционного усилителя 5 при ( -)0 выделяется напряжение, соответСтвующее инверсному значению . тока через вентиль. Это напряжение, поступая .на третий вход компаратора 14, удерживает нулевое значение напряжения,)к после исчезновения управляющего импульса на открывание вентиля. После снижения тока ц до уровня тока удержания ь 1 напряжениеО на выходе компаратора 14 вновьстановится отрицательным и модельвентиля переходит в закрытое состоя ние.При моделировании полностью управляемых вентилей, например двухоперационных тиристоров, сигналуна запирание вентиля соответствует 1 Оимпульс на выходе генератора 13 положительной полярности.В этом случае независимо от величины токана втором входе компаратора 14 импульс положительной 15полярности на его первом входевызывает появление отрицательногонапряжения О и приводит к запиранию модели вентиля,20 Возможная реализация управляемогогенератора 13 импульсов для случаямоделирования однооперационного тиристора приведена на фиг. 2. Генератор 13 содержит генератор 16 пи лообразного напряжения, аналоговыйкомпаратор 17 с отрицательным уровнем выходного напряжения, конденсатор 18, резистор 19 и диод 20.На первый вход компаратора 17 под ключен выход генератора 16, на вто"рой вход подается отрицательноенапряжение, соответствующее углуб, управления вентилем, а выходкомпаратора 17 через конденсатор 18и параллельно соединенные резистор19 и диод 20 соединен с шиной нулевого потенциала. Выходным сигналомгенератора является падение напря,жения, снимаемое с резистора 19, 40При достижении напряжением генератора 16 величины, равной напряжению управления О, на выходе.компаратора 17 появится отрицательное напряжение, под действием 45которого происходит заряд конденсатора 18 через резистор 19. Падение напряжения на резисторе 19 вслед.ствие протекающего через него зарядного тока имеет форму импульсаотрицательной полярности с крутымпередним и пологим задним фронтом.Оно используется в качестве импульса управления моделью вентиля.55Разряд конденсатора 18 при нулевомвыходном напряжении компаратора 17происходит через диод 20.Таким образом, введение в основное устройство управляемых генера11084 14 Составитель А,ЯицковРедактор И.Петрова Техред А,Кикемеэей Корректор С.Шекма 7/36 Тирах 699 ПодпВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Иосква, Ж, Раушская иаб д. 4/5 Заказ 5 н Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,торов импульсов, аналоговых компараторов и согласующих резистороврасширяет класс решаемых устройством задач за счет моделированияэлектрических цепей с управляемымивентилями.