Устройство для задания токов Советский патент 1976 года по МПК G06G7/48 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может применяться в моделирующих установках при решении задач, например, теплопроводности диффузии на RC-сетках.

Известно устройство для задания токов, содержащее RC-сетку, блок односторонней проводимости, блок масштабирования и суммирования токов и коммутатор, которое построено по сложной схеме.

Предложенное устройство отличается тем, что оно содержит генераторы импульсных напряжений, длительности импульсов которых относятся как 1:2:3..- п, выходы генераторов импульсных напряжений через коммутатор соединены со входами блока масштабирования и суммирования токов, выполненного в виде магазина резисторов, проводимости которых относятся как 1: (п+1) : (п+1).., (п + 1) , причем выход блока масштабирования и суммирования токов через блок односторонней проводимости подключен ко входу RC-сетки. Это позволяет упростить устройство.

Па чертеже показано предложенное устройство и приняты следующие обозначения: 1 - НС-сетка; 2 - блок односторонней проводимости, например диод; 3 - блок масштабирования и суммирования токов, выполненный в виде магазина резисторов, проводимости которых относятся как 1: (п+1) : : (п+1)2... (п+1) , где п, т - целые числа; 4 - коммутатор; 5, 6 и 7 - генераторы импульсных напряжений, длительности импульсов которых относятся как 1:2:3... п.

В предложенном устройстве выходы гене раторов 5, 6 и 7 импульсных напряжений через коммутатор 4 подключены ко входам блока 3 масштабирования и суммирования

токов, причем выход блока 3 через блок 2 односторонней проводимости подключен ко входу RC-сетки 1При наличии импульса на выходе каждого из генераторов 5-7 импульсных напря

жений в каждой из выходных цепей указанных генераторов течет ток, среднее значение которого прямо пропорционально длительности импульса и обратно пропорционально сопротивлению данного резистора.

Токи задающих источников при решении уравнений теплопроводности, диффузии и других на RC-сетках в общем случае различны в разных узлах RC-сетки и соответствуют усло1вия М конкретиой задачи. При щискретНОМ изменении токов устройство для их задания должно обеспечивать возможность по лучения токов с величинами, пропорциональными всем целым числам от «О до некоторого максимального числа М. В предложенном устройстве требуемый набор токов получается с поМОЩью комбинации илшульаных напряжений различной длительности и резисторов блока 3 с разными величинами проводимости. В устройстве имеется п генераторов импульсных напряжений, длительности импульсов которых равны т, 2т, 3т...пт и амплитуда f/o. Период импульсов всех генераторов один и тот же Т, причем пт- Т (знак равенства имеет место, когда п-и генератор выдает постоянное напряжение L/o).

Соединив через коммутатор 4 один из резисторов с проводимостью GO блока 3 с выходами различных генераторов и допустив, что напряжение на входе RC-сетки 1 пренебрежимо мало, по сравнению с Ug, получим средние по времени токи /о, 2/о, З/о, ...,

п1о, где /о

UoGo. С помощью резит

стора с проводимостью GI (n+l)Go в блоке 3 получаем токи (п+1)/о, 2 (п4-1)/о,

3(rt+l)/o n(n+l)/o. Если блок 3 снабжен двумя резисторами с проводимостями GO и GI, то, подключая их в различных комбинациях к выходам генераторов импульсных напряжений, получаем суммарные токи, величины которых проходят все дискретные значения от «О до {п(п + 1) + л+1) с шагом /0. Например, если п 9, то в этом случае Gi 10Go, а максимальный ток будет 99/0. Чтобы в каком-либо случае получить ток 34 /о, резистор с проводимостью G в блоке 3 подключают через коммутатор 4 к выходу генератора 5 с длительностью импульса 3т, что дает возможность получать ток 30 /о, а резистор с проводимостью GO блока 3 - на выход генератора 6 с длительностью 4т, что добавляет ток

4/о, причем в сумме получаем требуемое значение. Если нужно увеличить диапазон изменения тока, в блоке 3 используется еще один резистор с проводимостью G2(n-bl)2Go, с помощью которого могут быть получены токи

(п + 1)2/0, 2 (я + 1)2/0, 3 (п + 1)2/0,...,

г(п+1)2/0.

Б рассмотренном примере это дает максимальный ток 999 /0. Для задания в RC-сетку 1, например, тока величиной 505/о резисторы с проводимостями GZ и GO блока 3

подключают к выходу генератора 7 с длительностью импульса 5т, а резистор с проводимостью GI в блоке 3 в этом случае не подключен к коммутатору 4.

Можно и далее увеличивать число резисторов в блоке 3, с проводимостями, возрастающими в (n-fl) раз у каждого последующего, по сравнению с предыдущим, если

это необходимо- Однако диапазон изменения токов может быть увеличен при том же числе резисторов в блоке 3 путем увеличения количества генераторов п. При этом необходимо выбирать оптимальное соотношение

числа генераторов импульсных напряжений, являющихся сравнительно сложными блоками, и количества резисторов в блоке 3, увеличение которого усложняет набор задачи и значительно расширяет диапазон изменения

сопротивлений резисторов, что снижает возможность варьирования сопротивлений резисторов RC-сетки 1. Так как число различных возможных значений тока зависит от п в квадрате, практически удобно ограничиться

двумя резисторами в блоке 3, выбирая число генераторов п в пределах нескольких десятков, что обеспечивает разумную точность. Например, при п 9 ошибка в задании тока составит около 0,5%, а при n 22 - уже менее 0,1%, так как она не превышает половины шага возможного изменения тока.

Формула изобретения

Устройство для задания токов, содержащее RC-сетку, блок односторонней проводимости, блок масштабирования и суммирования токов и коммутатор, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит генераторы импульсных напряжений, длительности импульсов которых относятся как 1:2:3...п, выходы генераторов импульсных напряжений через коммутатор соединены со входами блока масштабирования и суммирования токов, выполненного в виде магазина резисторов, проводимости которых относятся как 1:(/г4-1): (п+1)2... (n-f-1), причем выход блока масштабирования и суммирования токов через блок односторонней проводимости подключен ко входу RC-сетки.

%uV

Tl

4

r

V