Вычислительное устройство Советский патент 1981 года по МПК G06G7/12 

(54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известно вычислительное устройство, содержащее источник питающего напряжения, подключенный в диагональ моста на линейных управляемых сопротивлениях и постоянных резисторах, позволяющее воспроизводить дробнорациональные функции l 3.

Недостатком известного устройства является сложность и органиченные функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемсгму является вычислительное устройство, содержащее дифференциальный усилитель, выход которого является выходом устройства, источник питающего напряжения, последовательно соединенные первый и второй переменные резисторы свободные выводы которых подключены к положительному и отрицательному зажимаь источника питающего напряжения, третий и четвертый переменные

резисторы, первые выводы которых соединены соответственно с положительным и отрицательным зажимами источника питающего напряжения, свободные выводЬ третьего и четвертого переменных резисторов объединены, первый и второй входа дифференциального усилителя подключены соответственно к общему выводу первого и второго переменных резисторов и к общему выводу третьего и четвертЬго переменных резисторов 2 .

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку с его помощью нельзя воспроизводить дробно-рациональные функции с полиномами в числителе и знаменателе второго и .более высоких порядков.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения дробнорациональных функций с полиномаьш высоких порядков.

Поставленная цель достигается тем, что вычислительное устройство, содеращее дифференциальный усилитель, выход которого является выходом устройства, источник питающего напря- j женин, последовательно соединенные первый и второй переменные резисторы, свободные выводы которых подключены к положительному и отрицательному зажимам источника питающего напряже- ю ния, третий и четвертый переменные резисторы, первые выводы котррых соединены соответственно с положительным и отрицательным зажимами источника питающего напряжения, дополнительно со- 15 держит пятый, шестой и седьмой пере- менные резисторы, выводы пятого переменного резистора подключены ко вторым выводам третьего и четвертого резисторов, шестой и седьмой переменные 20 резисторы соединены последовательно и подключены свободными выводами соответственно к общему выводу пятого и четвертого -переменных резисторов и к общему выводу первого и второго пе- 25 ременных резисторов, первый и второй

,(.V..

Bbixf (я, )-«-R4(R3- R5-n

где и - питающее напряжение; К - коэффициент усиления усилителя 8; R ,,.- сопротивления переменных резисторов 1,... 7, и -К-и Бых2

Из соотношений (1) и (2) следует что напряжения на выходе усилителя 8 являются функциями произведения величины напряжения питания на дробнорациональную функцию, числитель и знаменатель которой состоят из слагаемых, каждое из которых является произведением величин трех сопротивлений.

Например, при условии, что переменными величинами являются величины

%iyi 4N VN(,,) /{Nx3-t R R))R,-tR,R,x.|;(R,,.R5).

x(Ri NR- -vR7HR RT R4()(R tR5R7 - y 3lR6

Следовательно, при постоянной величине напряжения питания U напряжение на выходе усилителя 8 будет функцией произведения постоянной вевходы дифференциального усилителя подключены соответственно к общему выводу шестого и седьмого переменных резисторов и к общему выводу третьего и пятого переменных резисторов, входы изменения величины сопротивления переменных резисторов являются соответствующими механическими входами устройства.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вариант схемы вычислительного устройства, позволяющий изменять знаки при коэффициентах воспроизводимой зависимости.

Вычислительное устройство содержит семь переменных резисторов 1-7, дифференциальный усилитель 8, источни 9 питающего напряжения.

Вычислительное устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение устройства, выполненного по схеме, приведенной на фиг. 1, можно записать в следующем виде

(О

Для устройства по схеме , приведенной на фиг. 2, выражение для выходного напряжения имеет вид

(2)

сопротивления резисторов 4,2,6 и при этом величины сопротивлений 4 и 2 равны между собой, а величина сопротивления 6 им пропорциональна с коэффициентом пропорциональности, равным N, т.е.

личины напряжения питания на дробнорациональную функцию, числитель и знаменатель которой являются полиномами третьей степени. ( (,)tR6(. ) (R,,)) ля

Из соотношений (З) и (4) следует, что при условии равенства величин сопротивлений, составляющих одно из слагаемых, могут определяться корни уравнений третьей степени с коэффициентом при неизвестном в третьей степени равным единице, а если хотя бы одно из них будет не равно двум Другим, а будет им пропорционально, то этот коэффициент пропорциональности будет коэффициентом при неиз- вестном в третьей степени, или позволит определить корни уравнений более высоких степеней.

Соответственно, при условии равенства двух величин сопротивлений, входящих в одно ИЗ слагаемых, определяются корни уравнений второй степени. Можно показать, что при этом определяются корни уравнений второй степени со всеми изменяющимися коэффициентами.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет более широкие функциональные возможности, чем известное, что позволяет существенно расширить область его применения.

Следует отметить, что предлагаемо устройство может быть использовано в качестве регулирующего. При этом в качестве переменного резистора 5 используется двухдвижковый потенциомет К одному из его подвижных контактов, выполняющему функции задатчика, подсоединяется вход усилителя 8, который не соединен с резисторами 6 и 7 диагонали.

Ко второму подвижному контакту двухдвижкого потенциометра, выполняющему функции вторичного датчика регулируемой величины, подсоединяетс вывод резистора 6, который не соединен со входом усилителя 8, при этом резисторы 1 и 2 являются частями потенциометра датчика обратной свя.зи по-отклонению регулирующего органа, а его движок соединяется с выводом резистора 7, который не соединен с входом усилителя 8.

. Формула изобретения

Вычислительное устройство, содердащее дифференциальный усилитель, выход которого является выходом уст15ройства, источник питающего напряжения, последовательно соединенные первый и второй переменные .резисторы, свободные выводы которых подключены к положительному и отрицательному за20жимам источника питающего напряжения, третий и четвертый переменные резисторы, первые выводы которых соединены соответственно с положительным и отрицательным зажимами источника

5 питающего напряжения, отличающееся тем, что,с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит пятый, шестой и седьмой переменные резисторы, выводи пятого пе0ременного резистора подключены ко вторым выводам третьего и четвертого резисторов, шестой и седьмой, переменные резисторы соединены последовательно и подключены свободными

5 выводами соответственно к общему выводу пятого и четвертого переменных резисторов и к общему выводу первого и второго переменных резисторов, первый и второй входы дифференциального

o усилителя подключены соответственно к общему выводу шестого и седьмого переменных резисторов и к общему выводу третьего и пятого переменных резисторов, входы изменения величины

5 сопротивления переменных резисторов являются соответствующими механическими входами устройства.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

5

5

-CZ

M0и

-f

иУыж.

i

Ф

Фиг.1

Фиг.2