Генератор функций

(19) ВУ (Ц)51) 606 7 2 б ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПА Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.В.И.Ульянова (ленина)(73) Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет имВ,ИУльянова (ленина)(67) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в устройствак моделирующих "плавакнцие" двухполюсники, подключенные через генератор функций. Предложена схема генератора функций, принадлежащего к классу многополасных гираторов, которая позволяет расширить класс решаемых задач моделирования нелинейных и линейных двухполюсных цепей с незаземленными выводами. В схеме генератора функций использованы пять усилителей 1,2,3,4,5 напряжения, шесть резисторов 6, 7,8, 9, 10,11. 2 ил.2002304 10 15 20 25 30 35 61 1 - К 11) 0 О О К 1561 0 62(1 - К 22) 0 0. - К 2 562 0 63 (1 - Кзз) О - К 3563 У) = О 64(1 - К 44) К 45 64 0 0 К 51 65 К 52 65 К 5 з 65 К 54 65 65 + 65 (1 - К 55 ) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, моделирующих "плавающие" двухполюсники, подключенные через генератор функций. Оно принадлежит к классу многополюсных гираторов, устройств, позволяющих моделировать индуктивность.Известна схема трансформатора (являющегося генератором функций), выполненная на двух каскадно соединенных гираторах. Однако известный трансформатор требует большого числа активных элементов и имеет невысокую стабильность. Кроме того, он не позволяет моделировать "плавающие" двухполюсники, подключенные через генератор Функций.Наиболее близким к предлагаемому генератору функций является устройство по авт.св. М 1550543 2),Недостатком устройства является отсутствие Функции моделирования нелйнейных и линейных электрических элементов и двухполюсных цепей с незаземленнь;ми выводами.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генеоатора за счет моделирования нелинейных и линейных электрических элементов и двухполЮсных цепей с незаземленными выводами.На фиг,1 приведена схема генератора функций, содержащего первый 1, второй 2, третий 3 усилители напряжения с подключенными к их выводам соответствующими резисторами 6, 7, 8, а также четвертый 9 и пятый 10 резисторы, причем первый неинвертирующий вход первого усилителя 1 является первым входом 12 генератора функций, четвертый 4 и пятый 5 операционные усилители и шестой резистор 11, одним выводом подключенный к общей шине, другим - к пятому резистору 10, который втогде 61 - проводимость 1-го масштабного резистора, 1= 1,25; К; - коэффициент усиления 1-го операционного усилителя по неинвертирующему входу, если 1=, и как по инвертирующему, так и по неинвертирующему входам при 1 Ф 1; и - заданный коэффициент трансформации. рым вь 1 водом подключен к выходу пятао усилителя 5. Первый неинвертирующий вход усилителя 5 соединен с неинвертирующим входом первого усилителя 1, дополнительный инвертирующий вход которого соединен с дополнительным неинвертирующим входом третьего усилителя 3, Первый неинвертирующий вход усилителя 3 соединен с первым выходом 14 генератора функций и вторым инвертирующим входом пятогоусилителя 5, первый инвертирующий вход которого соединен с вторым входом 13 генератора функций и с первым неинвертирующим входом второго усилителя 2. Второй дополнительный неинвертиру 1 ощий вход усилителя 2 соединен с инвертирующим входом четвертого усилителя 4, неинвертирующий вход которого соединен с вторым выходом 15 генератора функций и вторым неинвертирующим входом пятого усилителя 5, Выход четвертого усилителя 4 соединен с вторым выходом 15 генератора функций через четвертый резистор 9, третий неинвертирующий вход пятого усилителя 5 подключен между пятым 10 и шестым 11 резисторами и соединен с инвертирующим входом четвертого усилителя 4 и неинвертирующим входом первого усилителя 1.Генератор функций работает следующим образом. При подаче входных сигналов на входы 12, 13 генератора, являющиеся выходами первого 1 и второго 2 усилителей, при учете связей этих усилителей между собой и с третьим 3, четвертым 4 и пятым 5 усилителями на выходах 14, 15 генератора, являющихся выходами третьего 3 и четвертого 4 усилителей, формируется модель "плавающего" двухполюсника с незаземленными выводами (Фиг,2), Матрица узловых проводимостей генератора составляет: Если в схеме генератора выбрать К 11= К 22= Кзз.= К 44=О, 5 К 55=К 15= К 25= и К 35=и К 45= К;1: - . - К 52=-и К 53= =П К 54==1; 61=62 =П 63.П 64-С 5=66=1 Й: то матрица узловых проводимостей принимает вид" преобразованффициент трансЬСЯ С ПОМОЩЬЮ 25 ваго потенциала, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем воспроизведения результата моделирования нелинейных и30 линейных электрических элементов и двуполюсных цепей с незаземленными выводами, в нем первый неинвертирующий и инвертирующий входы первого усилителя напряжения соединены с вторыми неин вертирующими входами соответственно пятого и третьего усилителей напряжения, второй неинвертирующий вход второго усилителя напряжения соединен с первым неинвертирующим входом пятого усилите ля напряжения, третий неинвертирующий вход которого подключен к первому неинвертирующему входу четвертого усилителя напряжения, являющемуся вторым выходом генератора, вторым входом которого 5 является первый неинвертирующий вход второго усилителя напряжения,ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ, содержащий пять усилителей напряжения с включенными между их выходами и первыми неинвертирующими входами соответствующими масштабными резисторами, первые неинвертирующие входы первого и третьего усилителей напряжения являются соответственно первым входом и первым выходом генератора, инвертирую щий вход первого усилителя напряжения соединен с инвертирующим входом четвертого усилителя напряжения и первым неинвертирующим входом пятого усилителя напряжения, первый и второй инвертирующие входы которого подключены к первым неинвертирующим входам соответственно второго и третьего усилителей напряжения, первый неинвертирующий 4 вход, пятого усилителя напряжения через Резистор нагрузки подключен к шине нуле 0 0 0 0 10 0 00 - 1 У) = 0 0 0 0 - 1/и О 0 0 0 1/и- 1 1 1/и - 1/п 0 При выполнении редукции матрицы У) относительно входов 12, 13 при нагрузке Ун, подключенной к выходам 14, 15(фиг.1), пол- учают где 3 = а+в- комплексчто отвечает "плавающемуному адмиттансу и Ун, Коэ2формации п может меня ормула изобретени двух резисторов: третьего 8 и четвертого 9, а также двух коэффициентов усиления пятого операционного усилителя. Устройство. для моделирования электрических двухпо люсников описывается матрицей узловыхпроводимостей, соответствующей "плавающей" линейной или нелинейной части цепи уравновешенного типа.Техническое преимущество предлагае мого генератора функций состоит в расширении функциональных возможностей за счет моделирования нелинейных и линейных электрических элементов и двухполюсных цепей с незаземленными выводами.15 Предлагаемая схема сохраняет важное функциональное качество прототипа - простоту настройки коэффициента трансформации,