Устройство для моделирования отрицательного сопротивления Советский патент 1982 года по МПК G06G7/48 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в частности к созданию функциональных элементов электронных моделирующих машин, требующих по условиям моделирования решаемых задач применение резисторов с отрицательной проводимостью, реализуемых с помощью специальных узлов, называемых устройствами для моделирования отрицательно-го сопротивления и конверторами отрицательного сопротивления.

Известно устройство для моделирования отрицательного сопротивления, содержащее два дифференциальных усилителя и шесть токозадающих резисторов 1 .

Недостатком данного устройства является низкая точность работы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для моделирования отрицательного сопротивления, содержащее дифференциальный усилитель, неинвертируюп

щии вход которого является входом устройства, и три токозадающих резистора, первый вывод первого токозадающего резистора подключен к неин1вертирующему входу дифференциального усилителя, а второй вывод - к выходу дифференциального усилителя и к первому выводу второго токозадающего резистора, второй вывод второго токозадающего резистора подключен к не10инвертирующему входу дифференциального усилителя и через третий токозадающий резистор - к шине нулевого потенциала.

Недостатками устройства являются узкий диапазон отрабатываемых сопро тивлений и недостаточная точность.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем,

20 что в устройство для моделирования отрицательного сопротивления, содержащее первый дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого является входом устройства, и три токозадающих резистора, первый вывод первого токозадающего резистора подключен к. шине нулевого потенциала, первый вывод второго токозадающего 5 резистора подключен к выходу первого, дифференциального усилителя, введены второй дифференциальный усилитель и четыре незаземленных .источника питания, первые разноимённые выхо- ю ды первого и второго незаземленных источников питания объединены и подключены к неинвертирующему входу второго дифференциального усилителя и ко второму выводу первого токозадаю- $ щего резистора, вторые разноименные выходы первого и второго незаземленных источников питания подключены к соответствующим входам пита|&я первого дифференциального усилителя, 20 инвертирующий вход которого подключен к его выходу, второй вывод второго токозадающего резистора подключен к шине нулевого потенциала и к первому выводу третьего токозадающего резис- 25 тора, второй вывод которого подключен к выходу второго дифференциального усилителя и к его инвертирующему , первые разноименные выходы третьего и четвертого незаземленных источников питания объединены и подключены к неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя, вторые разноименные выходы третьего и четвертого незаземленных источников питания подключены к соответствующим входам питания второго дифференциального усилителя. На чертеже приведена.принципиальная схема устройства для моделиро- . вания отрицательного сопрот.шления. I Устройство для моделирования отрицательного сопротивления содержит дифференциальный усилитель 1 с незаземленными источниками питания 2 и 3, дифференциальный усилитель с незаземленными источниками питания 5 и 6, токозадающие резисторы 7, 8 и 9, задающие коэффициент конверсии. Устройство для моделирования отрицательного сопротивления работает следующим образом. , Дифференциальные усилители 1 и включены по схеме повторителей напряжения с коэффициентом усиления, равным единице. Отсюда следует: MI Иа I : и, - Иа гд |Са гд В ли не 1 мо Ки 30 Вх мод ти и Вых сыв Вых 40 уси Уч По 50 по 55 Со (9 И- и соответственно входные напряжения диффренциальных усилителей 1 и t; И2 и И - соответственно выходные Напряжения дифференциальных усилителей 1 и 4. Для всего устройства можно запиь:Ивк Ивь,х1 12 К I, J ( Ивя и - соответственно входное и выходное напряжения всего устройства;I-I и 12 - входной и выходной К - коэффициент конверсии устройства. илу свойств дифференциального уси-/ еля токи на их инвертирующих и нвертирующих входах i:;, 1 + , 1 и практически равны нулю, поэтому но записать по первому закону хгофа ;f - ; 1 . I о Ь 2 2 J дное сопротивление устройства для елирования отрицательного сопроления с учетом направлений токов апряжений определяется по формуле - г . RBX - - . (4) одное напряжение устройства запиаетсяMe(,, (5) одные токи для дифференциальных лителей 1 и . находятся по выраже-Т7. т - и; 2 - -Щ- тывая (1), (3) и (6), I (8) И, Rel2 ставив (7) в (8) учитывая (3), учаем ТГ 2 - коэффициент конверсии, (ю; оставив формулы tO СЮ, 15) и , можно записать D - V -Кг RI - 9- С-) RBX - -к Таким образом, моделируемое отрицательное сопротивление определяется выражением IOTP Rex - - Rg. Использование новых элементов дифференциального усилителя и неэазенпенных источников питания выгодно отличает предложенное устройство от прототипа, так как оно позволяет повысить точность моделирования от|рицательных сопротивлений за счет ТОГО, что запас усиления дифференциальных усилителей полностью обменивается на уменьшение погрешности устройства. Это увеличивает сферу применения устройства в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных машинах, где аппаратурная реализаци влияет на точность решения задачи. Формула изобретения Устройство для моделирования отрицател ного сопротивления, содержа щее первый дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого является входом устройства, и три токозадающих резистора, первый вь1во первого тркозадающего резистора под ключен к шине нулевого потенциала, первый вывод второго токозадающего резистора подключен к выходу первог дифференциального усилителя, о т л что,с целью чающееся тем, него введены повышения точности, в 0 второй дифференциальный усилитель и четыре незаземленных источника питания, первые разноимённые выходы первого и второго незаземленных источников питания объединены.и подключены к неинвертирующему входу второго дифференциального усилителя и ко второму выводу первого токозадающего резистора, вторые разноименные . выходы первого и второго незаземленных источников питания подключены к соответствующим входам питания первого дифференциального, усилителя, инвертирующий вход которого подключен к его выходу, второй вывод второго токозадающего резистора подключен к шине нулевого потенциала и к первому выводу третьего токозадающего резистора, второй вывод которого подключен к выходу второго дифференциального усилителя и к его инвертирующему входу, первые разноименные выходы третьего и четвертого незаземленных источников питания объединены и подключены к неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя, вторые разноименные выходы третьего и четвертого незаземленных источников питания подключены к соответствующим входам питания второго дифференциального усилителя. Источники информации, пpинятыe вo внимание при -экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Н- 452012, кл. 7Л8, 1975. 2. Хьюлсман Л.П. Теория и расчет активных RC-цепей. М., Мир, 1973, с. 126-128, фиг. 3 (прототип).