Устройство для моделирования квазиотрицательного сопротивления Советский патент 1988 года по МПК G06G7/48 

ел

113

Изобретение относится к элементно базе аналоговой вычислительной техники и предназначено для моделирования квазиотрицательного сопротивления, т.е. реализует двухполюсник, имеющий заданньй отрицательный импеданс по отношению к внешней цепи.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения одинаковых входных и выходных характеристик каждого его входа.

, На чертеже приведена схема устройства для моделирования квазиотрица- Тельного сопротивления.

Устройство содержит первьш и второй усилители 1 и 2 рассогласования, первый и второй диейеренциальные усилители 3 и 4, резисторньй делитель напряжения, выполненный из последовательно включенных резисторов 5, 6 и 7, первьй и второй масштабируюш;ие резисторы 8 и 9.

Устройство работает следующим образом.

При подключении к его первому и второму выводам внешней цепи с на

пряжением U и U соответственно (входное напряжение Ug ) первый 30 и второй усилители 1 и 2 рассогласования производят отстройку своих входных напряжений , к соответственно. В силу свойств опера -У вЫ«.

к

где и

Б их

- выходное напряжение усилителя;

К - его коэффициент усиления без обратной связи ( -10 для серийных усилителей) .

Таким образом, на промежуточных выводах делителя устанавливаются на- . Следователь- цепи справедпряжения и,и,

но, для электрической

и ,.

ЛИВЫ следующие соотношения:

Е,-и , и ,-и , Ei-U, U,-U2. f.. ------- Ш1И--ij (1)

(2)

У2-Е,г у;-и2 г R

или

.

- R -.

где г - сопротивление резисторов 5 и ; R - сопротивление резистора 6.

Из соотношений (1) и (2) легко вычисляется разность напряжений ,, приложенная к делителю

E,-E,.r(), (3)

если , то

Е,(и,-и).(4)

Если величина напряжения Е,-Е внутреннего источника питания такого двухполюсника вдвое больше величины входного напряжения . и синфазно ему, то это эквивалентно получению

Изобретение относится к элементной базе аналоговой вычислительной техники и предназначено для моделирования квазиотрицательного сопротивления. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения одинаковых входньк и выходных характеристик каждого его входа. Цель достигается введением в устройства масштабирующего резистора и усилителя рассогласования. Схемное решение устройства позволило обеспечить одинаковые входные и выходные характеристики относительно его выводов. Действительно, при равенстве величин первого и второго масштабирующих резисторов входное сопротивление по каждому из выводов двухполюсника по отношению к внешней цепи одинаково и равно Z. Кроме того, как первый, так и второй дифференциальные усилители независимо от параметров внешней цепи не перегружаются, так как их минимальная нагрузка определяется величиной первого и второго масштабирующих резисторов. Оба усилителя рассогласования одновременно от:страивают входные сигналы как по-первому, так и по второму выводу пред лагаемого устройства, а дифференциальные усилители имеют одинаковые по :абсолютной величине выходные напря|жения. 1 ил. (Л

ционных усилителей, на которых реали-35 отрицательного сопротивления на выводах устройства по отношению к внешней цепи.

зованы активные элементы предлагаемого устройства, и общей отрицательной обратной связи отстройка производится таким образом, что разница напряжений и и,,-и уменьшается. Действительно, выходные напряжения усилителей 1 и 2 рассогласования суммируются и усиливаются д ифференциаль- ными усилителями 3 и 4. Выходные напряжения Е и Е ,j дифференциальных усилителей приложены к делителю напряжения, следовательно, изменяются напряжения U и U ,. на промежуточных выводах делителя. Изменение этого напряжения производится активными элементами устройства до тех пор, пока разница напряжений между инвертирующим и неинвертирующим входами каждого из усилителей 1 и 2 рассогласования не станет меньше напряжения невязки , т.е. станет фактически равной нулю. Действительно, величина напряжения невязки определяется следующим соотношением:

5 отрицательного сопротивления на выво0

-ex

где

,

Чх5

0

5

дах устройства по отношению к внешней цепи.

Действительно, из закона Ома следует:

X y.-Ui-() , .

z,

ток входной цепи; импедансы масштабирующих резисторов 8 и 9, причем для симметрии входных и выходных характеристик относительно выводов двухполюсника обычно Z Z .

Формула изобретения

Устройство для моделирования квазиотрицательного сопротивления, содержащее первый усилитель рассогласования, первый и второй дифференциальные усилители, резисторный делитель напряжения, масштабирующий резистор, выход первого дифференциального усилителя подключен к первому крайнему

выводу резисторного делителя напряжения и через первый масштабирующий резистор - к первому информационному входу устройства, отличающе е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения моделирования одинаковых входных и выходных характеристик каждого его входа, в устрой- ство дополнительно введены второй масштабирующий резистор, второй усилитель рассогласования, выход которого подключен к инвертирующему входу первого дифференциального усилителя и к неинвертирующему входу второго дифференциального усилителя, выход которого через второй масштабирующий резистор соединен с вторым информационным входом устройства и неинверти-

рующим входом второго усилителя рассогласования, инвертирующий вход которого подключен к первому промеЛсу- точному выводу резисторного делителя напряжения, второй крайний вывод резисторного делителя напряжения подключен к выходу второго дифферен- циального усилителя, второй промеж ь- точный вывод резисторного делителя напряжения соединен с инвертирующим входом первого усилителя рассогласования, выход которого подключен к не- инвертирукщему входу первого дифференциального усилителя и к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя, неинвертирукнций вход первого усилителя рассогласования соединен с первым информационным входом устройства.

S