Генератор функций

 

Сотов Советскмк

Соцмалистмчесммк

Рвспублмм

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИДОЕЯЬСТВУ

< >911559 (Sl } Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 19. 08. 80 (21) 2974733/18-24 (51) AIL. Кл. с присоединением заявки М

6 06 G 7/26 (веудерктекев| кемвтет

ФВВр

00 лелем кэебретеник н открытия (23) Приоритет (53 } УЯК681, 33> (088.8) Опубликовано 07. 03. 82. Бюллетень М 9

Вата опубликования опмсанмя 09 . 03.82

А.В. бондаренко и В.П. Довгун

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (S4) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен генератор Функций, содер" жащий первый и второй дифференциальные операционные усилители, масштабные резисторы, который осуществляет инвертирование знака нелинейного сопротивления, подключенного к нему в качестве нагрузки, а.также изменяет его величину 1).

Недостатком известного генератора является то, что он осуществляет только частотно независимое преобразова" ние характеристик двухполюсников.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор функций, содержащий дифференциальный усилитель напря" жения, первый усилитель напряжения, второй усилитель напряжения, между входом и выходом которого включены параллельно первый резистор обратной связи и конденсатор обратной связи, второй и третий резисторы обратной связи, три входных резистора, три масштабных резистора и входной конденсатор, включенный между входом второго усилителя напряжения и шиной нулевого потенциала, второй и третий резисторы обратной связи включены соответственно между входом и выходом первого усилителя напряжения и между неинвертирующим входом и выходом дифференциального усилителя напряжения, первый, второй и третий входные резисторы соединены одним вы водом со входом первого усилителя напряжения, который является входом генератора, а другим выводом соединены соответственно с выходом дифференциального усилителя напряжения, с выходом второго усилителя напряжения и со входом второго усилителя напряжения, первый, второй и третий масштабные резисторы соединены одним выводом с выходом второго усилителя напряжения, а другим выводом подключены соответственно к выходу первого усилителя на" пряжения, к неинвертирующему входу

3 911 дифференциального усилителя напряжения, который является выходом генератора, и к шине нулевого потенциала, а инвертирующий вход дийференци" ального усилителя напряжения соединен с выходом второго усилителя напряжения.

Этот генератор функций является

RL-мутатором и используется для моделирования нелинейных вебер-амперных характеристик (23.

Недостатком известного генератора, является трудность изменения масштаба воспроизводимой вебер-аьрерной характеристики. Действительно,.для этой цели в нем необходимо перестраивать второй масштабный резистор и третий резистор обратной связи, причем номиналы этих элементов должны совпадать с высокой точностью, так как в противном случае резко уменьшается добротность моделируемой индуктивности.

Цель изобретения - упрощение настройки генератора.

Поставленная цель достигается тем, что генератор функций, содержащий первый усилитель напряжения, между входом и выходом которого .включен первый резистор обратной связи, а вход является входом генератора, второй усилитель напряжения, второй и третий резисторы обратной связи, три масштабных резистора, входной резистор, конденсатор, включенный между входом второго усилителя напряжения и шиной нулевого потенциала, дополнительно содержит третий, четвертый и пятый усилители напряжения, два резистора связи и управляющий резистор, соединеннь>й одним выводом со входам третьего усилителя напряжения, а другим выводом с шиной нулевого потенциала, второй и третий резисторы обратной связи включены соответственно между входом и выходом третьеro усилителя напряжения и между входом и выходом четвертого усилителя напряжения, первый, второй и третий масштабные резисторы соединены одними выводами со входом третьего усилителя напряжения,,а други- ми выводами соответственно с выходом первого усилителя напряжения, входом второго усилителя напряжения и входом пятого усилителя напряжения, входной резистор включен между входом .первого усилителя напряжения и выходом четвертого усилителя напря559 жения, первый резистор связи вклю" чен между входом четвертого усилителя напря>кения, являющимся выходом генератора, и выходом второго усилителя напряжения, вход пятого усилителя напряжения соединен с выходом второго усилителя напряжения, а вы-. ход пятого усилителя напряжения через второй резистор связи соединен со щ входом второго усилителя напряжения.

На чертеже приведена схема предлагаемого генератора г>ункций.

Генератор содер>кит первый, второй и третий резисторы 1- 3 обратной свя"

15 зи, первый, второй и третий масштаб" ные резисторы 4-6, первый и второй резисторы 7 и 8 связи, входной резистор 9, управляющий резистор 10, конденсатор 11, первый, второй, третий, четвертый, пятый усилители 12- 16 напряжения.

Генератор функций работает следующим образом.

Токи через входные и выходные за 5 жимы определяют из соотношений (0 -0 )6 +(0у U)}G g 1л, (1) (u,-0> ) G +(u "u<) G > = 1 (z} где U u U - входное и выходное на1 пряжение;

ЗЕ л

0 U и 0 - узловые напряжения;

G и 6 - проводимость первого и > третьего резисторов 1 и 3 обратной связи;

G проводимость первого резистора 7 связи;

G - проводимость входного

9 резистора 9.

Запишем уравнения равновесия токов а„ 0„,) а +(к 0, -054) 6,-0 450=0 (3)

40 0Я 0М6Ь (014Щ65 (Мл"Ъд64 (к -1) Gq = 0 (4} где 0 и U> - узловые .напряжения четвертого и пятого узлов;

G,- проводимость второго резистора 2 оГратной связи; у Ци Ь" проводимость первого, второго и третьего масштабных резисторов 4-6

Gg - проводимость второго резистора 8 связи;

6.1О - проводимость управляющего резистора 10;

С - емкость конденсато55 ра 11;

К> и Кк - коэффициенты усиления третьего 14 и пятого 16 усилителей напряжения.

1 о„ъ= где O =

Подставляя выражение для U в (2), получаем 1

О„- (К„С„-С„-Gg) t Ug-KgGg = -З„

0 " t Ug(K Gq-Gg-G )=3 .

KKGGG ф

Полученная система уравний при выполнении условий 1

KG„-Gi-69=0

K4G9 1

Qt Gg(1-Ê .) = 0

Ggt Gg(1-К К ) = О.

K G>t Gg = 0.

G

i = U„ (SC-С.„), 2 описывающей работу известного генератора, который, как и предлагаемый генератор, является RL-мутатором.

Использование усилителей с конечным усилением позволяет сохранить в предлагаемом генераторе такие ка- чества известного, как высокое быстродействие и широкий диапазон рабочих частот. Введение дополнительных усилителей напряжения и управляющего резистора упрощает процесс настройки генератора функций, Варьируя величину G,,èýìåíÿþò масштаб моделируемой характеристики. Возможность изменения масштаба за счет перестрой-. ки одного заземленного резистора выгодно отличает предлагаемый генератор от известного. Наличие s схеме всего одного конденсатора, который к тому же заземлен, делает схему удоб ной для интегрального исполнения.

Формула изобретения !

Генератор функций, содержащий пер-. вый усилитель напряжения, между вхо5 91

Учитывая, что напряжения узлов в схеме связаны соотношениями (4, Kill, 1 мф Kgbý ОИ. Keg» из уравнений (3) и (4) находим

1559 6 дом и выходом которого включен пер" вый резистор обратной связи., а вход является входом генератора, второйусилитель напряжения, второй и третий резисторы обратной связи, три масштабных резистора, входной резистор, конденсатор, включенный между входом второго усилителя напряжения и шиной нулевого потенциала, о .т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения настройки, он содержит тре" тий, четвертый и пятый усилители напряжения, два резистора связи и управляющий резистор, соединенный од" ним выводом со входом третьего усилителя напряжения, а другим выводом с шиной нулевого потенциала, второй и третий резисторы обратной связи включены соответственно между входом и выходом третьего усилителя напряжения и между входом и выходом четвертого усилителя напряжения, первый, второй и третий масштабные резисторы. соединены одними выводами со входом третьего усилителя напряжения,,а другими выводами соответственно с выходом первого усилителя напряжения, входом второго усилителя напряжения и входом пятого усилителя напряжения, входной резистор включен между вхо-. дом первого усилителя напряжения и выходом четвертого усилителя напряжения, первый резистор связи вклю4ен между входом четвертого усилите апряжения, являющимся выходом гене

35 ратора, и выходом второго усилителя напряжения, вход пятого усилителя напряжения соединен с выходом второго усилителя напряжения, а выход пятого усилителя напряжения через второй ре40 зистор связи соединен со входом второго усилителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Марше Н. Операционные усилители и их применение. Л., "Энергия", 1974, ñ. -100, рис. 6.21.

2. Лвторское свидетельство СССР по заявке Р 2794006/18-24, кл. G 06 G 7/26, 1979 (прототип) .

911559

Составитель Н. Бапабошко

Редактор C. Крупенина Техред Л.Пекарь Корректор О. Билак

Заказ 1131/ч2 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303 Москва Х-35 Раувская йаб. д. 4/;

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, ч