ЕМКОСТНАЯ МОДЕЛЬ
— устройство, состоящее из емкостного многополюсника, элементами которого являются только линейные и нелинейные емкости, и одного переключаемого с помощью ключей усилителя постоянного тока или преобразователя функционального.
1. Схема емкостной модели.
2. Схема емкостного сумматора.
Схема Е. м. приведена на рис. 1, здесь Е — емкостный многополюсник;
— ключи, управляемые так, чтобы вход а и выход
электронного усилителя У с большим отрицательным коэфф. усиления поочередно подключались к полюсам многополюсника с номерами
. Внутренняя схема многополюсника и параметры его элементов следует выбирать так, чтобы при нулевых значениях напряжений
напряжения
удовлетворяли заданным матем. зависимостям. Полюсы
служат для ввода в многополюсник известных потенциалов, а полюсы с напряжевиями
для ввода зарядов с выхода усилителя У. В общем случае в многополюснике должны быть еще полюсы для получения некоторых вспомогательных напряжений
Поскольку элементами многополюсника Е являются только емкости, то он одновременно выполняет функции и решающей и запоминающей системы. Схему мвогополюсника надо выбирать так, чтобы процесс его уравновешивания, т. е. процесс обращения напряжений
в машинные нули, сходился (см. Уравновешивания методы). На основе рассмотренной схемы можно построить разнообразные матем. приборы и устр-ва для решения конечных и дифф. ур-ний, а также устр-ва для выполнения отдельных матем. операций (сумматоры, интеграторы, функциональные преобразователи и т. п.). Все такие устр-ва будут квазианалоговыми.
На рис. 2. приведена схема емкостного сумматора. В уравновешенном состоянии напряжение
если собственный заряд узла
равен нулю, выражается через напряжения
как
Стрелкой указаны точки, к которым в процессе уравновешивания следует присоединять вход а и выход Р усилителя отрабатывающего для обращения напряжения в в машинный нуль. Система таких простых сумматоров образует устр-во для суммирования многомерных векторов. На основе ф-л численного интегрирования система сумматоров может реализовать операцию интегрирования решетчатых ф-ций. Если кулон-вольтные характеристики нелинейных емкостей таковы, что позволяют сформировать на выходе напряжение
соответствующее желаемым матем. связям его с входными напряжениями
, то можно получить емкостный функциональный преобразователь. Более универсальный способ получения требуемых функциональных преобразователей основан на совместном использовании емкостных цепей и стандартных, напр., диодных, преобразователей. Е. м. можно применять и для умножения. Для того, чтобы получить универсальную емкостную машину, достаточно располагать всего тремя электронными усилителями, одним множительным эвеном, набором емкостей и ключами.
Подобно квазианалоговым моделям алгебр, ур-ний а, р, а и др. типов можно получить аналогичные емкостные схемы, если заменить омические проводимости емкостями, а систему одновременно работающих усилителей — одним переключаемым. В практике моделирования Е. м. находят пока ограниченное применение из-за малой точности получаемых результатов.
Лит.: Пухов Г. Е. Теория емкостных математических машин. «Математическое моделирование и теория электрических цепей», 1965, в. 3.
В. К. Белик.