Устройство для моделирования электрических нелинейных элементов с односторонней проводимостью

(51)5 6 О 13) ТЕЛЬСТВУ строеш даренко, К,И,ефлекторов,СССР987.ЛИРОЕЙНЫ Й ПРО ВАНИЯ Х ЭЛЕ- ВОДИГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ С 21) 4822865/24(53) 681,333(088,8)56) Новые схемы ротаторов иТИИЭР, 1977, т. 65, М 6,Авторское свидетельствоМ. 1290370, кл. 6 06 8 7/62,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НЕЛИНМЕНТОВ С ОДНОСТОРОННЕМОСТЬЮ Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение для моделирования перестраиваемых нелинейных элементов с характеристиками различного типа. Оно поворачивает вольт-амперные, кулон-вольтные и вебер-амперные характеристики на заданный угол -90 дс+900.Известно устройство для моделирования электрических нелинейных элементов, которое содержит три сумматора. Это устройство осуществляет поворот нелинейной характеристики, задаваемой зависимостью напряжение от напряжения,Недостатком этого устройства является то, что угол поворота определяется коэффициентами сумматоров, что требует для каждого угла поворота специальную настройку устройства. Кроме того, это устройство не позволяет поворачивать вольт-амперные,1737469 А 1(57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение для моделирования перестраиваемых нелинейных элементов с характеристиками различного типа, Оно позволяет поворачивать вольт-амперные, кулон-вол ьтные и вебер-амперные характеристики на заданный угол. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования характеристик нелинейных элементов с односторонней проводимостью с углом поворота от -90 до +90. Для достижения поставленной цели в устройство введены третий и четвертый сумматоры, первый, второй, третий, четвертый и пятый умножители напряжения, 1 ил,кулон-вольтные и вебер-амперные характеристики.Наиболее близким устройством к предлагаемому является устройство для моделирования электрических нелинейных элементов, которое содержит первый, второй и третий сумматор и первый. второйи третий масштабные резисторы, один из выводов которых подключены к выходам соответственно первого, второго и третьего сумматора, другой вывод первого масштабного резистора соединен с неинвертирующим входом первого сумматора и с входом устройства, а другой вывод второго масш табного резистора подключен к его выходу, кроме того, оно содержит четвертый, пятый, шестой и седьмой масштабные резисторы, причем четвертый масштабный резистор включен между инвертирующим входом первого и неинвертирующим входом втором то а пятый и шестой масштабные пряжения подключен к первому входутретьго сумматора, пятый и шрезисторы включены между шиной нулево- его сумматора, выход и рв го потенциала и соответственно между вхо- напряжения соединен со вторыми входамиом ст ойства и неинвертирующим входом второго и третьего сумматоров, выход персумматора который соединен с вого сумматора подкл ргим выводом третьего масштабного ре дам третьего и второго сумма ор, дт ов выхо другим выводом третьзистора и с инвертирующим входом первого третьего су рммато а соединен со вторымключенного неинвертирую- входом второго умножителя напряжения и сумматора, подкл чщим входом к инвертирующему входу треть- четвертым входом второго у р,то а се ьмой резистор ход которого подключен ко вторым входам подключен к шине нулевого потенциала и 10 первого и четвертого сум а р, дм то ов выхо пясоединен д угим выводом с неинвертирую- того умножителя напряжения подключен к щим входом второго сумматора и с выходом третьему входу первого сумматора и перво- устройства. му входу четвертого сумматора, выход котоН а ком этого устройства является рого соединен с четвертым входом первого невозможность изменения угла поворота 15 сумматора и вторым входом четвер у - без специальнои настройктройки схемы. Кроме ножителя напряжения, выход которого подтого, это устройство неустойчиво при углах ключен к третьему входу четвертого близких к нулю и не позволяет поворачи- сумматора.вать характеристику н а отрицательные уг- Совокупность введенных блоков позво 20 ляет поворачивать вольт-амперные, кулонвебер-амперныеЦель изобретения - получение новых вольтныеф нкциональныхвозможностей,т.е.получе- характеристики на угол от - 90 до+90, изние устройства с односторонней проводи- меняемый по сигналу управления. мастью, поворачивающее вольт-амперные, На фиг. 1 представлена структурная схекулон-вольтные и вебер-амперные характе ма устройства для моделирования электричеристики на угол от - до- 90 +90 О, изменяемый ских нелинейных элементов с по сигналу управления, односторонней проводимостью,Поставленная цель достигается тем, что Схема устрома ст ойства содержит первый и устроиство для моделирования электриче- второй 2 сумматоры, выход первого из котоито 5 ских нелинейных элементов с односторон рых через первый масштабный резисторимостью, содержащее первый и соединен со своим первым входом, выход второй сумматоры выход первого из кото- второго сумматора через вт р рых через первый масштабный резистор со- ный резистор 6 подключен к первому своему единен со своим первым входом, выход входу, вторые выводы первого и второго второго сумматора через верез второй масштаб масштабных резисторов являются входом ный резистор подключен к пе впервому своему 12 и выходом 13 устройства соответственно, входу, вторые выводы первогорвого и второго С целью расширения функциональных возмасштабных резисторов являются входом и можностей за счет моделирования характевыходом устроиства соответственно отли- ристик нелинейных элементов сч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения 40 односторонней проводимостью с углом по- функциональных возможностей за счет мо- ворота от - 90 до +90 введены третий и делирования характеристеристик нелинейных четвертый 4 сумматоры, первый 7, второй 8, элементов с односторонт о носторонней проводимо- третий 9, четвертый 10 и пятый 11 умножистью с углом поворота от - 90 до+90, ввве- тели напряжения, вход устройства подклюдены третий и четвертый сумматоры, 45 чен к первому входу первого умножителя первый, второи, трет и, чи етвертый и пятый напряжения, второй вывод второго масшумножители напряжения, вход устройства табного резистора соединен с первым вхоподключен к первому входу первого умно- дом пятого умножителя напряжения, жителя напряжения, второй вывод второго первый вход третьего умножителя напряжемасштабного резистора соедиб соединен с первым 50 ния, а также вторые входы первого, третьего входом пятого умножителя н ртеля напряжения, и пятого умножителей напряжения подклюпервый вход третьего умножителя напря- чены к входу задания угла поворота устройжения, а также вторые входы первого, ства, выход третьего умножителя третьего и пятогоумножителей напряжения напряжения соединен с первыми входами подключены к входу задания угла поворота 55 второго и четвертого умножителей напряретьего умножителя на- жения, выход второго умножителя напряжепряжения соединенспервымивходамивто- ния подключен к первому входу третьего рого и четвертогертого умножителей сумматора, выход первого умножителя нанапряжения, выход второг увторого умножителя на- пряжения соединен со вторыми входамивторого и третьего сумматоров, выход первого сумматора подключен к третьим входам третьего и второго сумматоров, выход третьего сумматора соединен со вторым входом второго умножителя напряжения и четвертым входом второго сумматора, выход которого подключен ко вторым входам первого и четвертого сумматоров, выход пятого умножителя напряжения подключен к третьему входу первого сумматора и первому входу четвертого сумматора, выход которого соединен с четвертым входом первого сумматора и вторым входом четвертого умножителя напряжения, выход которого подключен к третьему входу четвертого сумматора.Устройство работает следующим образом,Уравнения токов относительно клемм вход и выход устройства для моделирования электрических нелинейных элементов с односторонней проводимостью имеет следующий вид; вх = (К 14 К 42/(1 + О К 43) + К 12)вых + 4 Угде первый индекс указывает номер сумматоров, а второй номер входа; Оу - напряжение управления.При сопротивлении масштабных резисторов Я 1 = Й 2 = 1, коэффициенты по входам СумматсрОв К 31= К 43 = -0,1, КЗЗ = К 24 = К 14 = К 42 = 1, К 12 = К 25 = -4,1, К 32 = -К 41 = 1,86, К 22 = -К 13=0.86 уравнения токов имеют вид; 1 вх = 1 - 0,41 О у)/(1 + 0 1 О у)вых +О(О 1,86/(1 + Оу 0,1 - Оуо,86,вых = 1 - 0 410 у )/1 + 0,10 у ) 1 вх+. +ОвхОу 1,86/(1 + О у 0.1) - Оу 0.86 что соответствует уравнению поворота относительно начала координат исходной вольт-амперные, кулон-вольтные и веберамперные характеристики нелинейного элемента на угол в радиан с точностью до 0.2 в пределах изменения угла от -90 до+90 О,В качестве сумматора используется микросхема 140 УД 6, в качестве умножителей 525 ПЗС 2.Техническое преимущество предлагаемого устройтва по сравнению с и рототипом 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 состоит в расширении функциональных возможностей. Предлагаемая схема сохраняет высокое быстродействие и широкий диапазон рабочих частот прототипа. Формула изобретения Устройство для моделирования электрических нелинейных элементов с односто-. ронней проводимостью, содержащее первый и второй сумматоры, выход первого из которых через первый масштабный резистор соединен со своим первым входом, выход второго сумматора через второй масштабный резистор подключен к первому своему входу, вторые выводы первого и второго масштабных резисторов являются входом и выходом устройства соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования характеристик нелинейных элементов с односторонней проводимостью с углом поворота от -90 до +90", введены третий и четвертый сумматоры, первый - пятый умножители напряжения, вход устройства подключен к первому входу первого умножителя напряжения, второй вывод второго масштабного резистора соединен с первым входом пятого умножителя напряжения, первый вход третьего умножителя напряжения, а также вторые входы первого, третьего и пятого умножителей напряжения подключены к входу задания угла поворота устройства, выход третьего умножителя напряжения соединен с первыми входами второго и четвертого умножителей напряжения, выход второго умножителя напряжения подключен к первому входу третьего сумматора, выход первого умножителя напряжения соединен с вторыми входами второго и третьего сумматоров, выход первого сумматора подключен к третьим входам третьего и второго сумматоров, выход третьего сумматора соединен с вторым входом второго умножителя напряжения и четвертым входом второго сумматора, выход которого подключен к вторым входам первого и четвертого сумматоров, выход пятого умно- жителя напряжения подключен к третьему входу первого сумматора и первому входу четвертого сумматора, выход которого соединен с четвертым входом первого сумматора и вторым входом четвертого умножителя напряжения, выход которого подключен к третьему входу четвертого сумматора,1737469 30 35 40 45 50 Составитель В. РеаниценкоТехред М,Моргентал Корректор О. Кундрик Редактор А. Долинич Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1893 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5