Перестраиваемый имитатор связанных индуктивностей

(505 Н 03 Н 11/42 Т ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1) 4853641/09;4859860/092) 19,07.903) 13,08.906) 30,08,93, Бюл, %321) Одесский электротехнический институт вязи им, А.С.Попова2) В.А,Кисель и А,Ю.Демин6) Авторское свидетельство СССР . 1555822, кл. Н 03 Н 11/48, 1987, 54) ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ИМИТАТОР ВЯЗАННЫХ ИНДУКТИВНОСТЕЙ 7) Использование: в радиотехнике и элекротехнике для имитации цепей с взаимоинуктивностью, а также при изготовлении рансформаторов на интегральных микрохемах. Сущность изобретения: расширеие диапазона имитируемых значений двух вязанных через взаимоиндуктивность заемленных индуктивных элементов достигатся за счет независимо перестраиваемых трицательных составляющих, включенных Предлагаемое изобретение относится к адиотехнике и электротехнике и может исользоваться для имитации цепей с взаимондуктивностью, а также при изготовлении рансформаторов на интегральных микрохемах.Целью изобретения является расширеие диапазона имитируемых значений двух вязанных через вэаимоиндуктивность эаемленных индуктивных элементов.Сущностью предлагаемого изобретеия является получение перестраиваемого имитатора двух связанных индуктивностей, меющих общий провод, на базе имитатора еэаземленной индуктивности (прототипа) ри сохранении обеспечиваемой им высоой добротности имитации. параллельно с высокодобротными заземленными индуктивностями, а также независимой перестройки взаимоиндуктивности посредством регулировки плавающей проводимости, и содержит два звена, каждое из которых выполнено на операционном усилителе (ОУ), к входам которого подключены первые выводы соответственно первого и второго резисторов, вторые выводы которых обьединены с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого подключен к выходу ОУ, между выходом и инвертирующим входом ОУ вкл учена емкостная цепь отрицательной обратной связи (ООС), при этом инвертирующие входы ОУ первого и второго звена соединены через четвертый резистор, причем в каждое звено введены пятый и шестой резисторы, первые выводы которых подключены к общей шине. а вторые выводы - к инвертирующему и неинвертирующему входам ОУ соответственно. 1 ил,У) Поставленная цель достигается тем, что в имитатор незаземленной индуктивности, содержащий два эквивал.,тных звена, каждое из которых содержит ОУ, к входам ко горого подключены первые выводы, соответственно. первого и второго резисторов, вторые. выводы которых обьединены с первым выводом третьео резистора, второй вывод которого подключен к выходу ОУ, а между выходом и инвертирующим входом ОУ включена емкостная цепь отрицательной обратной связи, при этом инвсртирующие входы ОУ первогп и второго звена соединены через четвертый резистор: в каждое звено введены пятый и шестой резисторы, первые выводы которых подключены к общей шине устройсва, а вторые в;:воды,1837384 соответственно, - к неинвертирующему и С 2Уинвертирующему входам каждого иэ ОУ.Этим досиаеся организация заземлен- У ( С,+ных индуктивностей, связанных через отри- +цательную незаземленную, а конкретная 5схема емкостного 3-полюсника определяет - Оэ + - -границы диапазона имитируемых значенийиндуктивностей, составляющих результиругдеющую П-образную схему. При этом для опи,сания наиболее общего случая имитации, Уз(Сструктурно-симметричные звенья имитатора должны быть подобны друг другу с коэффициентом подобия И. дПринципиальная схема имитатора свя- рзанных индуктивностей с примерами конк в15ретного выполнения цепи отрицательнойобратной связи (ООС) приведена на черте- а)же, где У 1, У 2, Уз, У 4, У 5, У 5 - проводимости, б)соответственно., 1-го, 2-го, З-го, 4-го, 5-го и6-го резисторов 1, 2, 3, 4, 5, б С 1, С 2, СЗ -емкости соответствующих конденсаторов 7,8, 9,С 2 + Сз)(У 5 У 1 - У 2 УС Его +Угу С 2 У 2 +У 5+ Сз) (У 5 У 1 - У 2 Ув) Потери остижени а могут б ии С 2 У 2 Уз = С 1 У 5 (У 1 1 У СзУ 2 Уз - с 2 У 5 (У 1+ У Уз): Уз),Легко видеть, что по существуэ для каждого из вариантов представляет из себя параллельное соединение положительной и отрицательной индуктивностей, подключенных относительно входа к общей шине, причем отрицательная составляющая инвариантно определяется проводимостью Ув. Разложив У 5 на две параллельные проводимости У 5 и У 4 и отсоединив У 4 от общей шины, можно организовать таким образом встречное включение двух подобных индуктивных подсхем путем последовательного соединения У 4 и Уа й. Результирующая схе 1ма, очевидно, будет имитировать П-образную индуктивную схему замещения двух связанных индуктивностей со следующей характерной матрицей У-параметров; 1 -У 12 О) У 2 У 4х ЬУ ЬУ (У 11 У) У 22=50 Уз У 2 У 4 И М 15 Г+ 1) РТэ Р .с Уз(У 1 У 5 - У 2 Ув) б) 1-образная цепь ООС. Ь У УВх УУз У 2 У 4С- ДУ 4 ффУ 4 (д+- ) Изобретение иллюстрируется следующими примерами,Рассмотрим два варианта схемы имитатора, определяемых Г-образным емкостным 3-полюсником ООС, характерным для цепи прототипа (фиг.1,а) и Т-образным емкостным 3-полюсником ООС (фиг.1,б), позволяющим расширить диапазон значений имитируемых индуктивностей,Для этого найдем входную проводимость одной из подобных подсхем, составляющих имитатор, за исключением четвертого резистора, посредством которого они соединены встречно, как отношение соответствующих алгебраических дополнений определяющей матрицы Щ узловых проводимостей данной активной цепи, при условии идеальности и идентичности ОУ усилителей.фИтак, в рамках каждого из вариантов: а) г-образная цепь ООС Оэ+ - ;РЬ 1- 1 - номер входного узла устройства;5 э в рамках обоих вариантов для высокой добротности имитато- ь скомпенсированы при усло=У 2 У 4 В 6 20 25 30 35 и м ау но эквСэ= Легко видеть, что Ьжитель 1С 2 ичаются от Ь на пр учи во С сл М й 1х (д+ г ) ргг-, + РУ 4( )Таким образом, с помощью резисторов и Ври можно независимо регулировать тветствующие отрицательные составляие заземленных индуктивностей, тем садобиваясь необходимой точности их тации, Взаимоиндуктивностьс также ариантно может перестраиваться с поью плавающей проводимости У 4. Анализируя теперь выражения для 1., тируемых для различных вариантов це- ООС, рассмотрим эффект повышения ости имитации каждой из индуктивноП-образной схемы замещения при исьэовании Т-образного емкостного люсника, по сравнению с Г-образным, ктерным для схемы прототипа, за счет ширения диапазона имитируемых знаКак нетрудно установить, значения инивностей Ь, соответствующих Т-образ- цепи ООС, определяются величиной валентной емкости Сэ, где ТТСтсюда можно сделать вывод, что при их равных условиях Сэ позволяет полвеличину Ь на порядок меньше, чем апример, пусть С 1 - наименьшую из ожных значений данной емкости, тогда С 1 - С 2 - С и при достаточно большой С 1+ С 2 можно получить значениеС 1 для Г-образного варианта, а,вательно, и .тсс 4. Таким обр зом,предлагаемая модернизация схемы прототипа при сохранении всех его достоинств позволяет существенно расширить границы значений имитируемых связанных индуктивностей; что в свою очередь позволяет расширить и область практических применений данного имитатора. Необходимо также отметить, что поскольку имитируемая вэаимоиндуктивность является отрицательной, то имитатор может имитировать работу электрического трансформатора, который в этом случае по характеру своего действия будет изотропным, т.е, способным трансформировать электрическую энергию в оба направления с взаимно- обратными коэффициентами передачи.Итак, предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет получить П-обратную схему замещения связанных индуктивностей, каждая из которых способна независимо перестраиваться; расширить диапазон имитируемых значений индуктивностей за счет организации в схеме отрицательных составляющих заземленных элементов, а также включения в цепь ООС емкостных З-полюсников.Применение такого имитатора позволит реализовать цепи со связанными индуктивностями по гибридно-пленочной технологии и полностью исключить намоточные изделия (катушки индуктивности).Формула изобретения Перестраиваемый имитатор связанных индуктивностей, содержащий два звена, каждое из которых содержит операционный усилитель(ОУ), к входам которого подключены первые выводы соответственно первого и второго резисторов, вторые выводы которых объединены с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого подключен к выходу ОУ, между выходом и инвертирующим входом ОУ включена емкостная цепь отрицательной обратной связи, при этом инвертирующие входы ОУ первого и второго звеньев соединены через четвертый резистор, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона имитируемых значений двух связанных через взаимо- индуктивность заземленных индуктивных элементов: в каждое звено введены пятый и шестой резисторы, первые выводы которых подключены к общей шине, а вторые выводы подключены к инвертирующему и неинвертирующему входам, ОУ соответственно.1837384 3: ср31ССа3 Составитель А.Демин Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз Редактор С.Ходакова Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2870 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5