Устройство для моделирования индуктивности Советский патент 1984 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при моделировании параметрических дифференциальных уравнений, а также для построения различных устройств, характеристики которых не должны зависеть от скоро ти перестройки параметров. Известны устройства Ш имитирующие при подключении в качестве нагрузки перестраиваемого резистора индуктивность, напряжение на которой определено как .,. ,,JUti aiai Ult) L{ll- M(tl-. Однако второе слагаемое этого вЬтражёния соответствует составляющ й напряжения от скорости изменения параметра L(t), что во многих случаях существенно ограничивает функциональные возможности параметрических устройств, уменьшая их быстродействие и диапазон рабочих частот. Наиболее близким, к изобретению является устройство для моделирования индуктивности, содержащее первый, второй и третий усилители напряжения с резистивными цепями положительной обратной связи, причем не инвертирующий вход первого усилителя напряжения является входом генератора функций, инвертирующий вход первого усилителя напряжения соединен с неинвертирующим входом второго усилителя напряжения, инвертирующий вход второго усилителя напря жения соединен с неинвертирующим входом третьего усилителя напряжения, инвертирующий вход третьего усилителя напряжения соединен с вхо дом генератора функ,ций, причем к неинвертирующему входу третьего уси лителя напряжения подключен двухполюсник с проводимостью, равной по величине требуемому сопротивлению гирации, а неинвертируюпшй вход второго усилителя напряжения являет ся выходом устройства 2j . Недостаток известного устройства состоит в том, что напряжение на ег входе зависит от ск.орости перестрой ки (если в качестве нагрузки исполь зован резистор с управляемой проводимостью и сопротивление гирации равно S). Это следует из вида внешн го описания схемы устройства в частотной области где If (S) - функция потокосцепления, и,(S) - напряжение на входе, UnCS) - напряжение на выходе (на нагрузке), I,(S) - входной ток. Тогда относительно входных зажимовUj(s) S4;(s) или во временной области IKH- -Kfl -/.) Ци|--ц L(t)-j|-f,(i)-, т.е. имеется составляющая напряжения от скорости изменения параметp.i,,M.. Целью изобретения является повьшение точности работы устройства путем обеспечения возможности моделирования безынерционной индуктивности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для моделирования индуктивности, содержащем первый, второй и третий усилители напряжения, между выходами и неинвертирующим входом первого и первыми неинвертирующими входами второго и третьего усилителей напряжения включены соответствующие масштабные резисторы, фазоодвигающий конденсатор и резистор с управляемой проводимостью, которые включены соответственно между первыми неинвертирующими входами второго и третьего усилителей напряжения и шиной нулевого потенциала, неинвертирующий вход первого и первый неинвертирующий вход второго усилителей напряжения являются соответственно входом и выходом устройства, инвертирующий вход первого усилителя напряжения соединен с первьм неинвертирующим входом второго усилителя напряжения, второй неинвертирующий вход второго усилителя напряжения соединен с первьм неинвертирующиТч входом третьего усилителя напряжения, второй неинвертирующий вход которого подключен к неинвертирующему входу первого усилителя напряжения.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 усилители напряжения, первый 4, второй 5 и третий 6 масштабные резисторы, включенные в цепь обратной связи, фазосдвига ощий конденсатор 7, резистор 8с управляемой проводимостью, вход 9 и выход 10.

Устройство работа.ет следующим образом.

Система узловых уравнений устройства следующая:

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИВДУКТИВНОСТИ, содержащее первый, второй и третий усилители напряжения, между выходами и неинвертирующим входом первого и первыми неинвертирующими входами второго и третьего усилителей напряжения включены соответствукяцие масштабные резисторы, фазосдвигаюпсий. конденсатор и резистор с управляемой проводимостью, которые включены соответственно между первыми неиЕшертирующими входами второго и третьего усилителей напряжения и шиной нулевого потенциала, неинвертируюищй вход первого и первый неинвертирующий вход второго усгтителей напряжения являются соответственно входом и выходом устройства, инвертирующий вход первого усилителя напряжения соединен с первым неинвертирующим входом второго усилителя напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения его точности путем обеспечения возможности модеi лирования безынерционной индуктивности , второй неннвертирзпощий вход второго усилителя напряжения соединен с первым неинвертирутощ11м входом третьего усилителя напряжения, второй неинвертирующий вход которого . подключен к неинвертирующему входу . зякн)Ъ первого усилителя напряжения. tnaok ibO

де (S)

напряжение на входе, и„(8) напряжение на резисторе с управляемой проводимостью,

U(S)ндпряжение на конденсаторе,

свертка в частотной об ласти ,

проводимость i-ro резисSтора,

комплексная частота,

Sкоэффициент усиления

К

13 i-ro усилителя по входу. Соединенному с j-ым усилителем. При условии, что

1,

к

К

П - 21

23

31

3

«

G 1,

G

атрица узловых проводимостей

1 О S

ОО

Ц5ИОг(5)

Uil)

L О-1

.проводимость отн(эсительно входа стройства J

и.гГ1Ы 1и5У9

-. 1Л)

Тогда во временной области напяжение на входе устройства

JUtJ

U,lt HWc3i

ЧТО соответствует безынерционному индуктивному элементу, поскольку отсутствует составляющая

UW

MtV

dt

Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в том, что предлагаемое устройство позволяет осуществить перестройку фильтра без искажения его характеристик,

которые при использовании известного устройства обусловлены появлением составляющей напряжения от скорости изменения параметра.

.Использование изобретения в качестве устройств управления существенно повьшает быстродействие аппаратуры, снимая ограничения на скорость перестройки. Эти ограничения особенно сильны в высокодобротных аналоговьгх цепях. С другой стороны, трудности реализации-параметрических систем обусловлены тем, что частота обрабатываемого сигнала должна быть много/меньше частоты изменения параметра. .Предлагаемое устройство позволяет преодолеть эту . трудность, что открывает новые возможности проектирования широкого класса параметрических устройств, имеющих большие потенциальные возможности .

9 оfO о