SU1410068A1 - Устройство дл решени задач математической физики - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам аналоговой вычислительной тех .ники. Цель изобретени  повышение точности решени  задач. Дл  этой цели в оптоэлектронное устройство слоисто- пленочной структуры, содержащее два фоторезисторных сло  4 и 6 и расположенные по обе стороны от них светоиз- лучающие слои 10, управление которыми осуществл етс  через матрицы токоза- дающих резисторов и с помощью соотг ветствующих групп электродов, между сло ми 4 и 6 введен непрозрачный слой резистивного материала 5, а также введена группа блоков передачи управлени  14, каждый из которых состоит из двух оптронов и операционного усилител . 2 ил.

Description

(Л

с

(риг

I Изобретение относитс  к устройствам аналоговой вычислительной техники и предназначено дл  решени  задач математической физики, описываемых дифференциальными уравнени ми в частных производных.Целью изобретени   вл етс  повы- |шение точности решени  задач. I На фиг.1 представлена структурна  |схема устройства; на фиг.2 - схема блока передачи управлени .

Устройство содержит три пластины из прозрачного диэлектрического материала 1-3, перва  1 содержит первый 4 фоторезисторный слой, слой непрозрачного резистивного материала 5 и второй 6 фоторезисторный слой, С внешней стороны слоев 4 и 6 размещены перва  7 и втора  8 группы злектро- дов. Втора  2 и треть  3 пластины содержат кажда  по прозрачному электроду 9 и светоизлучающему слою 10, а также группу электродов 11. Кроме то

го, в устройство вход т две матрицы

токозадающих резисторов 12, два блока питани  13, блоки передачи управлени  14, блок задани  опорного потенциала 15 и блок регистрации 16, Каждый блок передачи управлени  14содер- жит операционный усилитель 17 и первый 18 и второй 19 оптроны. При этом вход усилител  17 каждого блока передачи управлени  через фоторезистор оптрона 18 подключен к выходу блока 15, в обратную цепь усилител  17 включен фоторезистор оптрона 19, первые электроды источников излучени  оптронов 18 подключены к соответствующим электродам группы электродов пластины 3, вторые электроды источников излучени  оптронов 18 и 19 каждого блока 14 подключены к выходу нулевого потенциала блока 15, первые электроды источников излучени  оптро- нов 19 подключены к соответствующим электродам группы электродов 8, выходы усилителей 17 подключены к соот- вет,ствующим электродам группы электродов 7, а каждый электрод группы электродов пластин 2 и 3 через соответствующие резисторы первой и второй матриц токозадающих резисторов соответственно подключены к первому и второму блокам питани  13.

Устройство работает следующим образом .

В соответствии с услови ми решае;- мой задачи посредством матрицы токо

задающих резисторов 12, проводимость которых задаетс  вручную,или автоматически , производитс  задание соответствующей локальной освещенности фоторезисторных слоев 4 и 6, затем пoдкJючeниeм опорного потенциала к узловым блокам 14 осуществл етс  процесс рещенн  дифференциальных уравнений в частных производных.

При решении нестационарных задач в цепь обратной св зи включаютс  дополнительные емкостные элементы в соответствии с передаточной функцией моделируемой системы. Измерение моделируемых переменных производитс  подключением регистрирующего блока 16 к выходным точкам операционных усилителей 17.

Распределение потенциалов V в решающем слое 5 дл  стационарных задач описываетс  следующим уравнением:

,,, (1) где g - удельна  проводимость сло  5; Sdjg. поперечные проводимости фоторезисторных слоев 4 и 5; КИ(У„ , V ) - передаточна  функци  бло2 ка 14; V - оператор Лапласа.

Моделирующие потенциалы Vj- соответствуют моделируемым переменным и это соответствие задаетс  масштабным множителем if- /V. Примен   последнее соотношение уравнение (1) можно свести к следующей.разновидности волнового уравнени :

AV V(B-C)4 0.

(2)

Уравнени  такого вида часто встречаютс  в различных задачах, математической физики, например уравнение Шредингера, описывающее поведение частицы в потенциальном поле:

),

(3)

где

h m

волнова  функци ; посто нна  Планка; масса рассматриваемой частицы;

Е и и - полна  и потенциальна  энерги , последн    вл етс  функцией пространственных координат .

Сравнива  уравнени  (1) и (3), хорошо просматринаетс  соответствие

следующих параметров электронной схемы и моделируемой системы:

h2

S - Zm

U,

8,.

5 2m

В соответствии с последними соотношени ми задаетс  проводимость решающего сло  5 и проводимости фоторезис- торных слоев 4 и 6, а также передаточна  функци  К/4. блока передачи управлени  l4. Задание передаточной функции К(4 имеет свои особенности и задание ее величины определ етс  характером решаемой задачи. Так, например , дл  уравнени  Шредингера функ- ци  полной энергии имеет следующий электрический аналог:

84 К,4 8 V, (g;+,g, Vp / (8%Д8,„) , (4 где g.а - темновые проводимости

оптронов 18 и 19; /в Ла фотоэлектрические параметры оптронов;

, проводимость фоторезис- торного сло  с темновой проводимостью g и фотоэлектрической характеристикой сло  6 -у1, .

При применении элементов с малой темновой проводимостью и линейными .фотоэлектрическими характеристиками соот ношение (4) приводитс  к следующему виду:

8/|K,,V5., (УЬ,,/д,)Уг,

на основании которого производитс 

выбор соответствующих фотоэлектрических характеристик элементов блока передачи управлени .

Claims (1)

1. Конструкци  предложенного специа- лизированного аналогового процессора такова, что позвол ет простым соединением по границам таких единичных процессоров наращивать.вычислительные мощности устройства, образу  из единичных процессоров распределенной структуры дискретно-непрерывную мозаичную вычислительную среду дл  решени  дифференциальных уравнений в частных производных.. Формула изобретени 

   Устройство дл  решени  задач математической физики, содержащее три пластины из прозрачного диэлектрического материала, перва  из которых.

   10

   )

   20

   25

   40

   д .

   расположенна  между второй и третьей пластинами, содержит последовательно размещенные на основании пластины первый и второй фоторезисторные слои, с внешних сторон которых размещены, соответственно перва  и втора  группы электродов, втора  и треть  пластины содержат кажда  последовательно размещенные на основании пластин прозрачный электрод, светоизлучающий слой и групЬу электродов, а также два блока питани , блок регистрации, блок .задани  опорного потенциала-и , две матрицы токозадающих резисторов, отличающеес , тем, что, с целью повьш ени  точности решени , в него введена группа блоков передачи управлени , а между первым и вторым фоторезисторными сло ми введен слой непрозрачного резистивного материала, при этом каждый блок передачи,управлени  содержит операционный усилитель и два оптрона, причем вход операционного усилител  каждого блока /шереда- чи управлени  через фоторезистор первого оптрона подключен к выходу опорного потенциала блока задани  опорного потенциала, в обратную цепь опе- 30 рационного усилител  включен фоторезистор второго оптрона, первые электроды источников излучени  первых .оптронов подключены к соответствующим электродам группы электродов третьей пластины, вторые электроды источников излучени  первого и второго опт- ронов каждого блока передачи управлени  подключены к выходу нулевого потенциала блока задани  опорного потенциала, первые электроды источников излучени  вторых оптронов подключены к соответствующим электродам второй группы электродов первой пластины , выходы операционных усилителей подключены к соответствующим электродам первой группы электродов первбй пластины и к соответствующим входам блока регистрации, а каждый электрод группы электродов второй и третьей пластин через соответствующие резисторы первой и второй матриц токозадающих резисторов подключены к первому и второму блокам питани  соответственно .

   35

   50

   5лом ne/jeffoi/i/ yrrp&S/jefftf/f

   в