Аналоговое устройство для отображения изолиний потенциальных полей Советский патент 1982 года по МПК G01D5/00 

1

Изобретение относится к аналогово1% вычислительной технике и может быть использовано для визуального отображения информации на экране электронно-лучевой трубки при работе с электрическими моделями, выполненными из дискретных элементов ( сеткиJ или на непрерывных элекО

тропроводных средах. Устройство позво ляет автоматизировать измерение и обработку результатов решен1Я стационарных задач, описываемых дифференциальными уравнениями в частности производных, методами электрического моделирования , дает возможность оператору видеть на экране телевизионного индикатора картину изолиний, позволяет при изменении граничных условий сразу же видеть результата этого воздействия на экране.

Известно устройство для визуализации процесса решения уравнений параболического типа на сеточной модели.

содержащее сеточную модель, шаговый искатель, блок регистрации D..

Недостатком устройства является механическая коммутация узлов сетки шаговым искателем и регистрация только дискретных значений напряжений.

Наиболее близким к изобретению является прибор для визуального набпюДе ния и,золиний потенциальных полей,содержащий модель Электрического поля,коммутатор на фотосопротивлениях,блок сравнения и регистрирующее устройство С2,

Недостатком его является необходимость механического или электроннолучевого устройства для засветки фотосопротивлений , а также ограничение скорости коммутации из-за ииерцион- ности фотосопротивлений.

Цель изобретения - упрощение устройства и Г1овышение быстродействия.

Цель достигается тем, что устройство, содержащее модель электрического поля, блок сравнения, индикатор и генератор тактовых импульсов, дополни39тельно содержит два распределителя импульсов, выходной интегратор, груп пу выходных ключевых элементов и группу формирователей непрерывного напряжения, каждый из которых состоит из интерполятора, m усилителей мощности и m ключевых элементов, при чем выходы модели электрического поля соединены со входом соответствующего усилителя мощности, выход каждого усилителя мощности соединен С информационным входом соответствующего ключевого элемента, выходы которых в каждом формирователе непрерывного напряжения объединены и соединены с информационным входом интерполятора, управляющие входы ин.терполяторов всех формирователей ,непрерывного напряжения объединены и подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов и входу первого распределителя импульсов и входу первого распределителя импульсов, i-й выход которого 1,...,ni) соединен с управляющими входами i-x ключевых элементов всех формирователей непрервыного напряжения, выход интерполятора к-го формирователя непрерывного напряжения группы vk 1,,..,п) подключен к информационному входу к-го выходного ключевого элемента группы, управляющий вход которого соединен с к-м вы ходом второго распределителя импульсов , выходы выходных ключевых элементов группы объединены и подключе ны к информационному входу выходного интерполятора, выход которого соединен со входом блбка сравнения, выход блока сравнения подключен 1 к первому входу индикатора, вто-рой вход которого соединен со вторым выходом генератора тактовых импульсов, третий выход которого подключен ко входу второго распределителя импульсов и управляющему входу выходного интегратора. , На чертеже приведена структурная схема устройства. На схеме обозначены модель 1 электрического поля, группа формирователей 2 непрерывного напряжения, каждый из которых содержит усилители 3 мощности , ключевые элементы 4 и интерпо лятор 5зраспределитель 6 импульсов, группа выходных ключевых элементов. распределитель 8 импульсов, выходной интегратор 9, блок 10 сравнения, ин04дикатор 11 генератор 12 тактовь1х импульсов. Устройство работает следующим образом. Входы усилителей мощности 8 подключаются к узловым точкам модели 1 если она выполнена из дискретных элементов, например, RC-сетки, или равномерно располагаются на модели, если она выполнена из электропроводной среды. Напряжение сигнала с выхрда усилителей 3 мощности поступает через ключевые элементы на общую шину. Ключевые элементы всех формирователей 2 управляются прямоугольными импульсами с распределителя 6 импульсов. Ключевые элементы работают последовательно сверху вниз и на общей шине появляется напряжение ступенчатой формы , пропорционально ofo6ражающее распределение напряжений в вертикальных группах точек модели. Это напряжение поступает на интерполятор 9 и на выходе его вырабатывает,ся напряжение, интерполирующее распределение напряжений между точками подключения в вертикальных группах. Аналогично и параллельно работают все формирователи. Таким образом, на выходах интерполяторов 9 вырабатываются сигналы, интерполирующие напряжения между дискретными точками в вертикальных рядах модели. Напряжение с выхо-, дов интерполятора 9 поступают на входы ключевых элементов 7, управляемых распределителем 8 импульсов. Последний с гораздо большей скоростью, чем изменяются коммутируемые напряжения, включает ключевые элементы 7 последовательно слева направо и на выходе интерполятора 9 вырабатывается напряжение, интерполирующее распределение напряжений в горизонтальных рядах точек модели . Но так как распределитель импульсов как бы переключает горизонтальные ряды точек модели 1 сверху вниз, то и результирующее напряжение выходного интерполятора 9 последовательно, строку за строкой, включая все промежуточное значения , отображает потенциальную картину модели.Далее напряжение с выхода интерполятора 9 поступает в блок 10 сравнения, где при равенстве с напряжением, заданным заранее, вырабатывается импульс засветки. Этот импульс засвечивает экран 5 индикатора в точке, где будет нахо- . диться заданная изолиния. Введение новых блоков и связей меж ду ними позволяет упростить устройство и повысить его быстродействие. Формула изобретения Аналоговое устройство для отобра|жения изолиний потенциальных полей, гсодержащее модель электрического Поля, блок сравнения, индикатор и генератор тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения быстродействия, оно дополнительно содержит два распределителя импульсов, выходной интерполятор, группу выходных ключевых элементов и группу формирова телей непрерывного напряжения, каждый из которых состоит из интерполятора, m усилителей мощности ключевых элементов, причем выходы модели электрического поля соединены со входом соответствующего усилителя мощности, выход каждого усилителя мощности соединен с информационным входом соответствующего ключевого элемента, выходы которых в каждом формирователе непрерывного напря жения объединены и соединены с ин«|юр мационным входом интерполятора, управляющие входы интерполяторов всех формирователей напрерывного напряжения объединены и подключены к 0 первому выходу генератора тактовых импульсов и входу первого распределителя импульсов, 1-й выход которого (i « 1,...,m) соединен с управляющи «1 входами i -х ключевых элементов всех формирователей непрерывного напряжения, выход интерполятора к-го формирователя непрерывного напряжения группы (k - 1,... ,п) подключен к | Нформационному входу к-го выходного ключевого элемента группы, управляющий вход которого соединен с к-м выходом второго распределителя импуль сов, выходы выходных ключевых элементов группы объединены и подключены к информационному входу выходного интерполятора, выход которого соеди нен с входом блока сравнения, выход блока сравнения подключен к первому входу индикатора, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора тактовых импульсов, третий выход которого подключен ко входу вго, рого распределителя импульсов и управляющему входу выходного интерполятора . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Некоторые вопросы прикладной математики и аналоговой техники. Сб. статей, вып.2, Киев, Техника, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 О 15/30, 19бЗ (прототип).