Устройство для моделирования нагрузок в инженерных сетях Советский патент 1981 года по МПК G06G7/62 

(5«) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАГРУЗОК В ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЯХ Изобретение относится к аналогов вычислительной технике. Известны устройства для моделирования нагрузок в инженерных сетях содержащие усилитель-ограничитель, фильтр, соединенный с фазовращателем, выпрямитель, модулятор, функциональный преобразователь и нелинейный сетевой элемент р. Наиболее близким к предложенному техническому решению является устройство, содержащее потенциометр, соединенный с источником постоянного тока, диодный мост, в диагональ которого включен транзистор с нелинейным резистором в цепи эмиттераГ2 Общими недостатками известных те нических решений является отсутствие прямой пропорциональной зависимости между значением управляющего напряжения и устанавливаемым значением тока (из-за конечного значения напряжения на открытом база-эми терном переходе транзистора , что снижает точность задания величины тока. Кроме того, для стабилизации эмиттерного тока в устройствах используется достаточно сложный элемент - нелинейный резистор. Цель изобретения - повышение точности устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования нагрузок в инженерных сетях, содержащее потенциометр, соединенный с источником постоянного тока, токозадающий резистор,резистор утечки, диодный мост, в диагональ которого включен транзистор, введен дифференциальный операционный усилитель, выход которого через токозадающий резистор подключен к эмиттеру транзистора, причем инверсный вход операционного усилителя через резистор обратной связи соединен с его выходом и через входной резистор - с подвижным контактом потенциометра, а прямой вход операционного усилителя соединен с эмиттером транзистора и через резистор утечки с базой транзистора и положительным полюсом источника постоянного тока.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит диодный мост 1, транзистор 2 в ключевом режиме (для примера на схеме показан транзистор р-п-р-типа, при использовании транзистора п-р-п-типа полярность источника нужно поменять на противополо хиую , токозадающий резистор 3 дифференциальный операционный усилитель , резистор 5 обратной связи, входной резистор 6, потенциометр 7. источник постоянного тока 8, резистор утечки 9.

Устройство работает следующим образом.

За счет использования диодного моста 1 входной ток устройства связан с током коллектора 3 транзистора 2 соотношением

Подставляя (З) в (2) и учитывая что . RT получают

э(;

«т

а так как U.0, то -IX,, UI,I, поэтому из (1) и (() находят

Таким образом, в предлагаемом уст ройстве величина тока прямо пропорцио.апьна величине управляющего напряжения, что позволяет повысить точность его работы. Стабилизация эмиттерного тока осуществляется без использования нелинейного резистора /з счет положительной обратной связи с эмиттера транзистора на прямой вход ОУ/, что позволяет упростить устройство. lai 3 Для современных транзисторов коэф фициент передачи тока в схеме с обцей базой практически равен еди нице (с погрешностью порядка 1 и меньше) , поэтому 3 не зависит от в личины входного напря :(ения и можно считать, что 1а| 3 --13, 3,, (О где За эмиттера транзистора 2 Ток эмиттера .равен току, текущему через резистор 3 с выхода операционного усилителя тока,утекающего через резистор 9 1 Q где V - напряжение на выходе оп рационного усилителя k; ,а сопротивление резисторо 3 и 9 соответственно; U-r напряжение между базой и эмиттером транзистора 2. Величина V при условии, что сопротивление резисторов 5 И 6 равны между собой (R5 ) определяется как , W где и - управляющее напрях ение, о маемое с движка потенциометра 7. Формула изобретения Устройство для моделирования нагрузок в инженерных сетях, содержащее задающий потенциометр, соединенный с источником постоянного тока токозадающий резистор, резистор утечки, диодный мост,в диагональ которого включен ключевой транзистор, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства в него введен дифференциальный операционный усилитель, выход которого через токозадающий резистор подключен к эмиттеру ключевого транзистора, причем инверсный вход операционного усилителя через резистор обратной связи соединен с его выходом и через входной резистор с подвижным контактом задающего потенциометра, а прямой вход операционного усилителя соединен с эмиттером ключевого транзистора и через резистор утечки с базой ключевого транзистора и положительным полюсом источника постоянного тока. Источники ин(юрмации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Vf 35538, кл. G 06 G 7/62, 197. 2.Авторское свидетельство СССР (f , кл. G Об G 7/57, 1972 (прототип) .