Устройство для моделирования отрицательного сопротивления

Ю,П, Камаев, Е,А, Макарон, В.Н. Крайнов и А,;Н.Реэинкин,- сМКуйбышевский ордена Трудового Красного ЗнаЖйй -политехнический институт им, В.В. Куйбышева(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в частности к созданию функциональных элементов электронных моделирующих машин, требующих по условиям моделирования решаемых задач применение резисторов с отрицательной проводимостью, реализуемых с помощью специальных узлов, называемых устройствами для моделирования отрицательно-: го сопротивления и конверторами отрицательного сопротивления.Известно устройство для моделирования отрицательного сопротивления, содержащее два дифференциальных усилителя и шесть токозадающих резисторов 11.Недостатком данного устройства является низкая точность работы.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для моделирования отрицательного сопротивления, содержащее дифференциальный усилитель, неинвертирую 2щий вход которого является входомустройства, и три токозадаюцих резистора, первый вывод первого токозадающего резистора подключен к неин 1 вертирующему входу дифференциального5 усилителя, а второй вывод - к выходудифференциального усилителя и к первому выводу второго токозадающего резистора, второй вывод второго токозадающего резистора подключен к неинвертирующему входу дифференциальнбго усилителя и через третий токозадающий резистор - к шине нулевогопотенциала.Недостатками устройства являютсяузкий диапазон отрабатываемых сопротивлений и недостаточная точность.Цель изобретения - повышение точ"ности,Поставленная цель достигается тем,Ючто в устройство для моделированияотрицательного сопротивления, содержащее первый дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которо3 97 го является входом устройства, и три токозадающих резистора, первый вывод первого токозадающего резистора подключен к.шине нулевого потенциала, первый вывод второго токозадающего резистора подключен к выходу первого дифференциального усилителя, введены второй дифференциальный усилитель и четыре неэаэемленных,источника питания, первые разноименные выходы первого и второго неэаэемленных источников питания объединены и подключены к неинвертирующему входу второго дифференциального усилителя и ко второму выводу первого токоэадающего резистора, вторые разноименные выходы первого и второго незаземленйых источников питания подключены,фь к соответствующим входам питаыйя первого дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого подключен к его выходу, второй вывод второго токозадающего резистора подключен к шине нулевого потенциала и к первому выводу третьего токозадающего резистора, второй вывод которого подключен к выходу второго дифференциального усилителя и к его инвертирующему вхо ду, первые разноименные выходы третьего и чеТвертого незаземленных источников питания объединены и подключены к неинвертирующему входу первого дифФеренциаЛьного усилителя,вторые разноименные выходы третьего и четвертого неэаземленных источников питания подключены к соответствующим входам питания второго диф- ференциального усилителя.На чертеже приведена. принципиальная схема устройства для моделирования отрицательного сопрот,вления.Устройство для моделирования отрицательного сопротивления содержит дифференциальный усилитель 1 с не-. эаземленными источниками питания 2 и 3, дифференциальный усилитель 4 с неэаэемпенными источниками питания 5 и 6, токозадающие резисторы 7, 8 и 9, задающие коэффициент конверсии.. Устройство для моделирования отрицательного сопротивления работает следующим образом., Дифференциальные усилители 1 и 4 включены по схеме повторителей. на пряжения с коэффициентом усиления, равным единице, Отсюда следует:И- И,43804где И 1 и И - соответственно входныенапряжения диффренциальных усилителей 1 и 4;И 2 и И - соответственно выходные Э напряжения дифференци"альных усилителей 1 и 4. Для всего устройства можно запи 1,сать: Ивх ь Ивьх12= К 1(2) ИВьх = К 12 . ) Выходные токи для дифференциальных 4 В усилителей 1 и 4 находятся по выражениям(9), можно записатьКВх - -К - - -- й, (м)й 118 где Иви ИВь,х - соответственно вход-, ное и выходное напряжения всего устройства; 1 1 и 12 - ВхОднОЙ и ВыхОднОЙток; 20 К - коэффициент конверсии устройства, В силу свойств дифференциального уси-лителя токи на их инвертирующих и неинвертирующих входах 1 1 1 и 14 практически равны нулю, поэтому можно записать по первому закону Кирхгофа12= 12 ЗВ Входное сопротивление устройства для моделирования отрицательного сопротивления с учетом направлений токов и напряжений определяется по формуле 1 ьх = - -т -(4)И 3,Выходное напряжение устройства записывается%Таким образом, моделируемое отрицательное сопротивление определяется выражениемККотр КвхКв Использование новых элементов- дифференциального усилителя и неэаземленных источников питания выгодно отличает предложенное устройство от прототипа, так как оно позволяет повысить точность моделирования отрицательных сопротивлений эа счет того, что запас усиления дифференциальных усилителей полностью,обменивается на уменьшение погрешности устройства. Это увеличивает сферу применения устройства в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных машинах, где аппаратурная реализацйя влияет на точность, решения задачи. ф Устройство для моделирования отрицательного сопротивления, содеРжащее первый дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого является входом устройства, и три токозадающих резистора, первый вывод первого токозадающего резистора подключен к шине нулевого потенциала, первый вывод второго токозадающего резистора подключен к выходу первого дифференциального усилителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, в него введены Ьвторой дифференциальный усилительи четыре незаземленных источника питания, первые разноимвнные выходыпервого и второго незаэемленных ис 3 точников питания объединены .и подключены к неинвертирующему входувторого дифференциального усилителяи ко второму выводу первого токозадающего резистора, вторые разноименные1 ф выходы первого и второго незаземленных источников питания подключены ксоответствующим входам питания первого дифференциального усилителя,инвертирующий вход которого под 1 ф ключен к его выходу, второй выводвторого токозадающего резистора подключен к шине нулевого потенциалаи к первому выводу третьего токоэадающего резистора, второй вывод кото 20 рого подключен к выходу второго дифференциального усилителя и к его инвертирующему входу, первые разноименныевыходы третьего и четвертого незаземленных источников питания объедиИ нены и подключены к неинвертирующемувходу первого дифференциального усилителя, вторые разноименные выходытретьего и четвертого .незаземленныхисточников питания подключены к соЗФ ответствующим входам питания второгодифференциального усилителя.Источники информации,принятыево внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРи 11 452012, кл. 7/48, 1975.1 2 Хьюлсман Л,П . Теория и расчетактивных КС-цепей, И., "Мир", 1973,с. 126-128, Фиг, 3 (прототип).1Составитель Т, СапуноваТехред Ж.Кастелевич Коррект Буря едактор Патент",лиал жгород, ул, П тная каз 70 ВНИИП по 11303Горват7 Тираж 7 осударственного ком лам изобретений и о Москва, Ж, Раущс Подписноеета СССРрытийя наб., д. 4/5роек 7