Генератор функций

ОП ИСАНИЕ 911559.ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВУОУСКОМУ СВИДОИЯЬСТВУ Сотов СоветскмаСоциал стмчеснмкРвспублмн(51)М. Кл. с присоединением заявки рв В 0667 Л 6(Ьауаарктакавыа кематет ВВВр ае делам аэебретеник н открытиеОпубликовано 07. 03. 82. Бюллетень Рм 9 Вата опубликования опсаня 09.03.82 А.В. Бондаренко и В.П. Довгун Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И, Ульянова (Ленина)(4) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ 1Изобретение относится к аналоговойвычислительной технике.Известен генератор функций, содер"жащий первый и второй дифференциальные операционные усилители, масштабные резисторы, который осуществляетинвертирование знака нелинейного сопротивления, подключенного к нему вкачестве нагрузки, а также изменяетего величину 1,Недостатком известного генератораявляется то, что он осуществляет только частотно независимое преобразова"ние характеристик двухполюсников,Наиболее близким к предлагаемомуявляется генератор функций, содержащий дифференциальный усилитель напря"жения, первый усилитель напряжения,второй усилитель напряжения, междувходом и выходом которого включеныпараллельно первый резистор обратнойсвязи и конденсатор обратной связи,второй и третий резисторы обратнойсвязи, три входных резистора, три масштабных резистора и входной конденсатор, включенный между входом второго усилителя напряжения и шиной нулевого потенциала, второй и третий резисторы обратной связи включены соответственно между входом и выходом первого усилителя напряжения и между неинвертирующим входом и выходом дифференциального усилителя напряжения, первый, второй и третий входные резисторы соединены одним вы водом со входом первого усилителя напряжения, который является входом генератора, а другим выводом соединенысоответственно с выходом дифференциального усилителя напряжения, с выходом второго усилителя напряжения и со входом второго усилителя напряжения, первый, второй и третий масштабные резисторы соединены одним выводом с выходом второго усилителя напряжения, а другим выводом подключены соответственно к выходу первого усилителя на" пряжения, к неинвертирующему входу3 911дифференциального усилителя напряжения, который является выходом генератора, и к шине нулевого потенциала, а инвертирующий вход дийференци"ального усилителя напряжения соединенс выходом второго усилителя напряжения,Этот генератор Функций являетсяЙ 1.-мутатором и используется для моделирования нелинейных вебер-амперныххарактеристик (2.Недостатком известного генератора,является трудность изменения масштаба воспроизводимой вебер-аьрернойхарактеристики, Действительно,.дляэтой цели в нем необходимо перестраивать второй масштабный резистор итретий резистор обратной связи, причем номиналы этих элементов должнысовпадать с высокой точностью, таккак в противном случае резко уменьшается добротность моделируемой инду кти вности .Цель изобретения - упрощение настройки генератора,Поставленная цель достигается тем,что генератор Функций, содержащийпервый усилитель напряжения, междувходом и выходом которого .включенпервый резистор обратной связи, авход является входом генератора, второй усилитель напряжения, второй итретий резисторы обратной связи, тримасштабных резистора, входной резистор, конденсатор, включенный междувходом второго усилителя напряженияи шиной нулевого потенциала, дополнительно содержит третий, четвертыйи пятый усилители напряжения, два резистора связи и управляющий резистор,соединенный одним выводом со входамтретьего усилителя напряжения, а другим выводом с шиной нулевого потенциала, второй и третий резисторы обратной связи включены соответственно между входом и выходом третьегоусилителя напряжения и между входоми выходом четвертого усилителя напряжения, первый, второй и третий масштабные резисторы соединеныодними выводами со входом третье"го усилителя напряжения, ,а други-ми выводами соответственно с выходом первого усилителя напряжения,входом второго усилителя напряженияи входом пятого усилителя напряжения,входной резистор включен между входом .первого усилителя напряжения ивыходом четвертого усилителя напря 559 4жения, первый резистор связи вклю"чен между входом четвертого усилителя напрянения, являющимся выходомгенератора, и выходом второго усилителя напряжения, вход пятого усилителя напряжения соединен с выходомвторого усилителя напряжения, а выход пятого усилителя напряжения черезвторой резистор связи соединен со1 о входом второго усилителя напряжения,На чертеже приведена схема предлагаемого генератора бункций,Генератор содернит первый, второйи третий резисторы 1- 3 обратной свя"15 зи, первый, второй и третий масштабные резисторы 1-6, первый и второйрезисторы 7 и 8 связи, входной резистор 9 управляющий резистор 10,конденсатор 11, первый, второй, тре тий, четвертый, пятый усилители 12- 16напряжения.. Генератор Функций работает следующим образом.Токи через входные и выходные за 5 жимы определяют из соотношений(В,О) 0,+(О.-О) 0.,: 1где О и О - входное и выходное напряжение;36 11 Ч 1О ц О- узловые напряжения;0 и 0 - проводимость первого итретьего резисторов 1и 3 обратной связи;0 - проводимость первогорезистора 7 связи;0 - проводимость входного9резистора 9.Запишем уравнения равновесия токовОКО а+(К,Оа Ом) Оа Оя 50=0 (3)40 ОЪ ОМ 0 Ь+ (Оя О 13) 05+ ("м-Ъ 5) 04+(К"1) 0 ОБИВ "0 У= 0(4)где Ои Оу" узловые .напряжения четвертого и пятого узлов;0," проводимость второгорезистора 2 оГратнойсвязи;у 5 и ЬЬ" проводимость первого,второго и третьего масштабных резисторов ч 0 - проводимость второгорезистора 8 связи;0.о - проводимость управляющего резистора 10;С - емкость конденсато 55 ра 11;К и К - коэффициенты усилениятретьего 11 и пятого 16усилителей напряжения.5Учитывая, что напряжения узлов в схеме связаны соотношениямиЬ 1 К 4 1 О М 5 КЙО ОМ 2 = К 4 Оиз уравнений (3) и (Й) находим 911559 6дом и выходом которого включен пер"вый резистор обратной связи., а вход является входом генератора, второй.усилитель напряжения, второй и треоъ- ргде р = Сьев СБ 64 СЮ -6(КЬЛ65 6 В(1-КК 5) +С - (Ксь+Подставляя выражение для О в (2получаемо- (кс-с-с,)о;кс 9 = -3о к"к 646 с о(к с -с -с )=р + 4Полученная система уравний привыполнении условийкс- с- с 9: 0 ч )6Гене ра вый усилитор функций, сод тель напряжения,аций пер"жду вхоК 4 СВ: 1 .Сайф 6(1-К.) = 065 фсВ(1-кк) = О,кс,с 5: О,.64+65 фсь " 61(к"1) = Ок.к с 656= 1сводится к системе уравненийю= о(с-с),описывающей работу известного генератора, который, как и предлагаемыйгенератор, является 81.-мутатором.Использование усилителей с конечным усилением позволяет сохранитьв предлагаемом генераторе такие ка-чества известного, как высокое быстродействие и широкий диапазон рабочих частот. Введение дополнительныхусилителей напряжения и управляющегорезистора упрощает процесс настройки генератора Функций, Варьируя величину 640 изменяют масштаб моделируемой характеристики, Возможностьизменения масштаба эа счет перестройки одного заземленного резистора выгодно отличает предлагаемый генератор от известного. Наличие в схемевсего одного конденсатора, которыйк тому же заземлен, делает схему удобной для интегрального исполнения.изобретения10 тий резисторы обратной связи, три масштабных резистора, входной резистор, конденсатор, включенный между входом второго усилителя напряжения и шиной нулевого потенциала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения настройки, он содержит тре" тий, четвертый и пятый усилители напряжения, два резистора связи и управляющий резистор, соединенный од" ним выводом со входом третьего усилителя напряжения, а другим выводом с шиной нулевого потенциала, второй и третий резисторы обратной связи включены соответственно между входом и выходом третьего усилителя напряжения и между входом и выходом четвертого усилителя напряжения, первый, второй и третий масштабные резисторы. соединены одними выводами со входом третьего усилителя напряженияа другими выводами соответственно с выходом первого усилителя напряжения, входом второго усилителя напряжения и входом пятого усилителя напряжения, входной резистор включен между вхо дом первого усилителя напряжения и выходом четвертого усилителя напряжения, первый резистор связи включен между входом четвертого усилитеапряжения; являющимся выходом гене ратора, и выходом второго усилителя напряжения, вход пятого усилителя напряжения соединен с выходом второго усилителя напряжения, а выход пятогоусилителя напряжения через второй резистор связи соединен со входом второго усилителя напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Марше Н. Операционные усилителии их применение. Л. "Энергия", 19711с.-100, рис. 6.21.2. Лвторское свидетельство СССРпо заявке Р 294006/18-2 Мкл. 6 06 6 7/26, 199 (прототип).50Составитель Н, БалТехред Л.Пекарь тор С ее Фе131 еда ака руненина нлак 2ВНИИ Подписноекомитета СССРи открмтийская Йабд 8. М,ород, ул. Проектная,Гос е 03 Мосал ППП " 7 ираж 732дарственного изобретений а НРау й 2 ютент", г. Уж ко Корректор О