Устройство для решения нелинейныхзадач теории поля

Устройство для решения нелинейныхзадач теории поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Coen . Советскик

Социалистическик

Республик

<и 840961 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 14.09,79 (21) 2836055/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.06.81. Бюллетень Ж 23 (51)M. Кл.

G06 4 7/46

3Ъеударетненнмй комитет

СССР (53) УЙК681.333 (088.8) ае делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 23.06.81

ci,, /

f

Л. И. Гутенмахер и A. В. Фриц (72) Авторы изобретения

/ 7 а» е ," .1 .. с

1 З а 4

Саесонна ораене Труаоеого Kpacaooo нецнени :,,;, / политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ

ЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известно устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержа-.

mee C -сетку, дополнительные «онденсаторы по числу узлов 1 0 -сетки, ключи коммутации и подзаряда, резисторы подзаряда, инверторы, широтно-импульсные модуляторы и блок задания управляющих напряжений (1) и (21.

Однако в этом устройстве возникает необходимость периодического подзаряда дополнителыых конденсаторов, что снижает точность работы устройства и ус.лсииняет его. При замкнутом ключе коммутации величина емкости в узле 2С-сетки равна разности между емкостью конденсатора 2С-сетки и емкостью дополнительного конденсатора, умноженной на отношение сопротивлений резисторов обратной связи. При этом чувствительность величины емкости к изменениям параметров элементов оказывается пропорциональной

2 диапазону изменения емкостей в устройстве и не ограниченной сверху.

Это значительно снижает точность реализации малых емкостей. Так, например, если параметры всех элементов могут отклоняться от минималып цс значений в пределах — 10%, то емкость, в 10

Т раз меньшая емкости конденсатора Ю— сетки, может отклоняться от своего расчетного значения в пределах + 1000%.

Кроме того, при реализации больших д иапазонов изменения емкостей устройство имеет малый запас устойчивости. В этом случае, вследствие болыпей чувствительности, небольшие отклонения параметров элементов от номиналыых значений могут привести к появлению отрицательной узловой емкости - потере устройством ,устойчивости.

Oem изобретении - повышение точнос-. ти и устойчивосии работы устройства.

Указанная пель достигается тем, что устройство для решении; нелинейных задач теории поля, содержащее %С-сетку и цо

3 84 числу узлов РС -сетки дополнительньre конденсаторы, ключи, широтно-импульсные модуляторы, блоки задающих напряжений, операционные усилители, ограниченные резисторы и масштабные резисторы, причем каждый узел RC -сетки соединен с первым входом соответствующего широтно-импульсного модулятора, второй вход которого подключен к выходу соответствующего блока задающих напряжений, выход широтно-импульсного модулятора соединен с управляющим входом соответ-ствующего ключа, информационный вход которого соединен с соответствующим узлом RG-сетки, один вывод масштабного резистора соединен с одним выводом соответствующего дополнительного конденсатора, другой вывод которого соединен с выводом соответствующего конденсатора RC- сетки, и с шиной нулевого потенциала, дополнительно введены коммутируемые резисторы по числу узлов ЯСв сетки, причем вывод каждого коммутируемого резистора связан с соответствую-щим узлом 3 С,-сетки, другой вывод коммутируемого резистора соединен с выходом соответствующего ключа, связанным с другим выводом масштабного резистора» узел С-сетки соединен с одним выводом соответствующего ограничительного реэистора1другой вывод которого соединен с инверсным входом соответствующего усилителя и с его выходом, а прямой вход операционного усилителя подключен к общему выводу соответствующего масштабного резистора и дополнительного конденсатора.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит резисторы Х

RC -сетки, конденсаторы 2 ЯС-сетки, дополнительные конденсаторы 3, ключи (управляемые) 4, широтно-импульсные модуляторы 5, блоки 6 задания напряжений, операционные усилители 7, ограничительные резисторы 8, масштабные резисторы 9, коммутируемые резисторы. lO.

Устройство работает следующим образом.

Входная емкость Ср< усилителя 7 связана с емкостью дополнительного конденсатора 3 соотношением

C (i)

К где К ) Π— коэффициент преобразования операционного усилителя 7.

Qadi 4

Причем, при наличии импульса на управляющем входе ключа 4 R = К, а в паузе между импульсами К = К„.

Соответственно и величина С емкости

5 в узле С -сетки в импульсе составляет

Ъ

С=С С =c+— а в паузе т ЬМ 2 к

С

С=С вЂ”

k о где C0 — емкость конденсатора 2 2C— РС вЂ” сетки.

Тогда эквивалентное значение емкости в узле на период следования импульсов, вырабатываемых широтно-импульсными модуляторами 5 и поступающих

1 на управляющий вход ключа 4, определяется по формуле

c c — (Сх ГИС, к .) с э(2) о К„) Ъ где g -скважность импульсов на выходе модулятора 5.

Величина зависит от узлового потенциала U по закону, задаваемому фор мой выходного напряжения блока 5.

Соответствующим выбором формы этого напряжения можно реализовать произвольную зависимость С (U ), что и позволяет решать с помощью предлагаемого устройства нелинейные задачи теории поля

Предлагаемое устройство, обеспечивает при любом диапазоне емкостей в устройстве точность реализации как больших, так и малых емкостей не хуже точности

40 задания параметров элементов, что при прочих равных условиях значительно повышает точность решения задач,по сравнению с известным устройством.

Устойчивость работы устройства также

45 повышается поскольку э 7 0 (т.е. устройство работает устойчиво) при любых отклонениях параметров элементов от номинальных значений.

Фор мула изобретения

Устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее С-сетку и по числу узлов С -сетки дополнительные конденсаторы, ключи, широтно-импульсные модуляторы, блоки задающих напря-, жений, операционные усилители, ограничительные резисторы, и масштабные резис5 S400 торы причем каждый узел ЯС -сетки соединен. с первым входом соответствующего широтно-импульсного модулятора, второй вход которого подключен к выходу соответствующего блока задающих напряжений, выход широтно-импульсного модулятора соединен управляющим входом соответствующего ключа, информационный вход которого соединен с соответствующим узлом С— сетки, один вывод масштабного резистора соединен с одним выводом соответствующего дополнительного конденсатора, другой ВыВод которого соединен с ВыВОдом соответствующего конденсатора С— сетки, и с шиной нулеЬого потенциала, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности и устойчивости работы, в него дополнительно введены коммутируемые резисторы по числу узлов RC -сетки, причем один вывод каж. дого коммутируемого резистора связан

61 6 с соответствующим узлом С -сетки, другой вывод коммутируемого резистора соединен с выходом соответствующего ключа, связанным с другим выводом масштабного резистора, каждый узел

-сетки соединен с одним выводом соответствующего ограничительного резистора, другой вывод которого соединен с инверсным входбм соответствующего операционного усилителя и с его выходом, а прямой вход операционного усилителя подключен к общему выводу соот ветствующего масштабного резистора и дополнительного конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1. Авторское свидетельство СССР

No. 566254, кл. 5 065 7 i46, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2700888/18-24, кл. 6 06 G 77//4466, 1978

Составитель И. Лебедев

Редактор Т. Кугрышева Техред: Н.Келушак Корректор Г.Решетннк

Заказ 4770/75 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета; СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4