SU756427A1 - Устройство для решения нелинейных задач теории поля - Google Patents

Description

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен сеточный интегратор для решения нелинейных задач, содержащий 5 НС-сетку, дополнительный емкостный элемент, подключенный к узлу КС-сетки, генератор напряжения, триггер Шмитта и ключевой элемент ЗД.

В известном устройстве возникают скачки узлового потенциала КС-сетки, что существенно снижает точность и надежность его работы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой-15 ство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее КС-сетку, дополнительные конденсаторы по числу узлов КС-сетки, одни обкладки кото-: рых подключены к шине нулевого потен-20 ци^ла, причем каждый узел соединен с одним входом соответствующего ключа коммутации и с первым входом широтноимпульсного модулятора, второй вход которого подключен к выходу блока 25 задания управляющих напряжений, выход широтнб-импульсного модулятора соединен с другим входом соответствующего ключа коммутации, ключи подзаряда, .резисторы подзаряда и инверторы ЗД. 30

2

Недостатком описанного устройства является наличие цепи периодического подэаряда коммутируемого конденсатора, включающей ключи подзаряда, резисторы подзаряда и инверторы.

Эта цепь усложняет устройство, особенно при использовании в КС-сетке цифроуправляемых резисторов и/или резисторов с нелинейной вольт-амперной характеристикой. При этом для выполнения условий подэаряда, резисторы подзаряда приходится выполнять на соответствующих сложных элементах.

Кроме того, неизбежное отклонение параметров цепи подзаряда от расчетных значений приводит к появлению скачков напряжения в узлах КС-сетки при коммутации, что снижает томность работы устройства.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее КС-сетку, дополнительные конденсаторы по числу узлов КС-сетки,.одни обкладки которых подключены к шине нулевого потенциала, причем каждый узел соединен с одним входом соответст756427

вующего ключа коммутации и с первым ^! входом широтно-импульсного модулятора, второй вход которого подключен к выходу блока задания управляющих напряжений, выход широтно-импульсного модулятора соединен с другим входом соответствующего ключа коммутации, введены операционные усилители с резисторами обратной связи по числу узлов КС-сетки, причем выход каждого операционного усилителя через, первый резистор обратной связи подключен к его инвертирующему входу и к другой обкладке соответствующего дополнительного конденсатора, каждая узловая точка КС-сетки соединена с неинвертирующим входом соответствующего операционного усилителя, выход которого через второй резистор обратной связи подключен к выходу соответствующего ключа коммутаций.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит резисторы 1 .КС-сетки, конденсаторы 2 КС-сетки, дополнительные конденсаторы 3, ключи 4 коммутации, второй резистор 5 обратной связи, первый резистор 6 обратной связи, операционные усилители 7, широтно-импульсные модуляторы 8, блок' 9 задания управляющих напряжений.

мем величины . К5-, Кς удовлетворяют условию устойчивой работы схемы:

Кб ’ С₄ .

Из выражения (3) следует, что величина С емкости в узле КС-сетки при замкнутом ключе 4 равна

Ке

Ί ‘

Если ключ 4 разомкнут,

С = (С,

чУ·

то С = С^

эквивалентное значение емкости

Тогда

------------------ ----------- ----------- в

Ю узле за период коммутации ключа 4 определяется по формуле

15

20

25

30

где у-Устройство работает следующим образом.

Потенциалы входов операционного усилителя 7 равны между собой и совпадают с потенциалом и соответствующего узла КС-сетки. Входными токами современных интегральных операционных усилителей (ОУ) можно пренебречь. Ток ΐ, вытекающий из узла КС-сетки, при замкнутом ключе 4 равен

35

40

86 1Лу А 8ί К§ ’

(1)

где ί — время;

С₄ - емкость конденсатора'2;

Кд- — сопротивление резистора 5; V — потенциал выхода усилителя 7 .

Ток, текущий через конденсатор 3,

81)

равен С_%· . Этот ток создает на

резисторе 6 падение напряжения

’ ν - и - к₆ · с ₄ , (2)

где — емкость конденсатора 3,

Κβ — сопротивление резистора 6.

Сравнивая (1) и (2) получим:

45

50

скважность импульсов, поступающих на вход ключа 4 с выхода модулятора 8;

Т — период следования импульсов ;

ъ — время, в течение которого ключ 4 замкнут.

На вход широтно-импульсного модулятора 8 поступает узловой потенциал и и периодическое напряжение с пе-. риодом Т, вырабатываемое блоком 9. Поэтому скважность модулятора 8 (а в силу формулы (4) и емкость С_э) зависит от и по закону, задаваемому формой выходного напряжения блока 9. Соответствующим выбором формы этого напряжения можно реализовать произвольную зависимость Сэ(и), что и позволяет решать с помощью устройства нелинейные задачи теории поля.

При этом, в отличие от прототипа, в устройстве дополнительный конденсатор не коммутируется, а постоянно подключен к входу соответствующего усилителя. Тем самым устраняется необходимость периодического подэаряда дополнительного конденсатора, что позволяет упростить устройство за счет исключения резисторов подзаряда, инверторов и ключей подзаряда.

Точность работы устройства повышается, так как при постоянно подключенных конденсаторах узловой потенциал и всегда является непрерывной функцией времени.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Кв

   оу 8 ί

   (3)

   Резисторы 5 и 6 имеют постоянные сопротивления, независимо от вида [резистивных элементов КС-сетки, приУстройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее КС-сет^э ку, дополнительные конденсаторы по числу· узлов КС-сетки, одни обкладки которых подключены к шине нулевого потенциала, причем каждый узел соединен с одним входом соответствующего

   60 ключа коммутации и с первым входов широтно-импульсного модулятора, второй вход которого подключен к выходу блока задания управляющих напряжений, выход широтно-импульсного модулятора соединен с другим входом соответствую'756427

   щего ключа коммутации, отличающееся тем, что, с целью упроще- ‘ ния устройства и повышения точности, оно содержит операционные усилители с резисторами обратной связи по числу узлов КС-сеткй, причем выход каждого 5 операционного усилителя через первый резистор обратной связи подключен к его инвертирующему входу и к другой обкладке соответствующего дополнительного конденсатора, каждая узловая точка КС-сетки соединена с неинвертирующим входом соответствующего операционного усилителя, выход которого

   через второй резистор обратной связи

   подключен к выходу соответствующего

   ключа коммутации.