Устройство для совместного решения уравнений

Авторы патента:

G06G7/42 - с использованием электролитических ванн

О П И С А Н И Е I83494

ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сойз Соаетскйз

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42m, 36

Заявлено 06.IV.1963 (№ 829231/26-24) с присоединением заявки №

МПК G 061

УДК 681.142.001.572 (088.8) Приоритет

Опубликовано 17.Ч1.1966, Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 18Ч111.1966

Комитет по делам изобретениЯ и открытий при Совете Министров

СССР

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОВМЕСТНОГО РЕШЕНИЯ УРАВНЕН

ДВИЖЕНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ И УРАВНЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

1» $,.. 1». S„, 10

m А »

Известны устройства для решения уравнений движения заряженных частиц в электрическом поле, содержащие электролитическую ванну с токовводящими элементами, вычислительное устройство и следящие системы, перемещающие зондовую головку и жестко связанный с ней пишуший штифт, вычерчивающий траекторию движения заряженной части цы.

Предлагаемое устройство обеспечивает полную автоматизацию процесса последовательных приближений при решении уравнений, необходимого для учета влияния пространственного заряда, создаваемого заряженными частицами.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Парные зонды, закрепленные на зондовой головке 1, снимают с поверхности электролита ванны 2 переменные напряжения, пропорциональные составляющим электрического поля Е „и Е . Пятый, центральный зонд снимает с поверхности электролита потенциал поля Ф,. При помощи демодуляторов 8 эти напряжения выпрямляются и подаются на входы преобразователя 4 «напряжение вЂ” код», с которого в виде двоичного кода поступают в вычислительное устройство б (цифровая часть цифрового дифференциального анализатора), в котором решаются дифференциальные уравнения движения заряженной частицы, а также автоматически вычисляется значение коэффициента С, входящего в формулу для расчета токов токовводящих элементов (т. в. э.): где о вЂ” электропроводность электролита;

S, вЂ” элемент площади катода в пределах токовой трубки; А„вЂ” расстояние между и и

15 и+ 1 эквипотенциальными линиями; величина, пропорциональная средней скорости движения заряженной частицы на участке между и и и+ 1 эквипотенциальными линиями.

20 где Ф, вЂ” потенциал поля; А» вЂ” расстояние от поверхности катода до первой эквипотен25 циальной линии, характеризуемой потенциалом Ф, Полученные в двоичном коде координаты Х и У (решение уравнений движения) преобразуются преобразователем б «код вЂ” напряже30 ние» в постоянные напряжения, которые с по183494 мощью следящих систем 7 и 8 преобразуются в механическое перемещение зондовой головки вдоль осей Х и У. Зондовая головка движется по кривой, подобной траектории заряженной частицы. Одновременно с вычерчиванием траектории автоматически производится расчет и запоминание токов, моделирующих пространственный заряд, которые после окончания вычислений в данном приближении автоматически вводятся в т. в. э. 10

Предлагаемый способ вычисления токов т. в. э. предполагает, что в процессе вычерчивания траектории, по крайней мере для дан1 ного приближения, частота j =- тактов

Ь- 15 вычисления остается неизменной. Кроме того, предполагается, что каждому т. в. э. соответствует ячейка памяти, где фиксируется рассчитанное значение тока, который в дальнейшем должен быть введен в этот т. в, э. 20

В каждом приближении вычислительным устройством производится расчет коэффициента С, величина которого в двоичном коде подается на вход сумматора 9 через вентиль, 10, управляемый импульсами узла ll образования адреса. Через интервалы времени Ат на входы сумматора одновременно подаются код: коэффициента С и код, хранящийся в соответствующей ячейке магнитного оперативного запоминающего устройства (МОЗУ) 12. РезульЗо тат суммирования записывается в ту же ячейку. Накопление значения коэффициента С в данной ячейке происходит до тех пор, пока зондовая головка находится в пределах области, обслуживаемой данным т. в. э.

При перемещении зондовой головки в новую область скользящие контакты 18 механического коммутатора 14, входящего в узел ооразования адреса, включают очередное адрес- 40 ное реле 1б, и величина коэффициента С накапливается в ячейке МОЗУ, соответствующей новому адресному реле. По окончании вычерчивания всех траекторий данного приближения в ячейках МОЗУ хранятся коды то- 45 ков т. в.э., пропорциональные пространственному заряду.

Для автоматического ввода рассчитанных значений токов в т. в. э. предназначен блок ввода токов lб. Шаговый искатель 17 произ- 50 водит последовательный опрос всех ячеек

МОЗУ. Считываемые коды токов подаются в, выходной регистр 18 МОЗУ и затем через усилители-расширители на оомотки кодовых реле 19, контакты которых производят включение обмоток реле токовых дешифраторов

20, вводящих токи в т. в. э. После введения токов в т. в. э. приступают к следующему приближению.

Пр едм ет изобретения

1. Устройство для совместного решения уравнений движения заряженных частиц и уравнения электрического поля, содержащее электролитическую ванну с токовводящими элементами, зондовую головку, цифровое вычислительное устройство, решающее уравнение движения заряженной частицы, и следящие системы, перемещающие зондовую головку по двум координатам, отличающееся тем, что, с целью увеличения скорости и точности вычислений, оно содержит магнитное оперативное запоминающее устройство, один вход которого соединен через сумматор и вентиль, управляемый импульсами узла образования адреса, с выходом цифрового вычислительного устройства, второй вход магнитного оперативного запоминающего устройства подключен к выходу узла образования адреса, а его выходы соединены с входом сумматора и блоком ввода токов в токовводящие элементы электролитической ванны.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью сопоставления текущего адреса зондовой головки с адресом запоминающей ячейки магнитного оперативного запоминающего устройства, узел образования адреса выполнен в виде электромеханического коммутатора, состоящего из двух расположенных по осям координат контактных дорожек с изолированными ламелями, и подвижных контактов, механически связанных с зондовой головкой, а между соответствующими ламелями контактных дорожек включены обмотки адресных реле.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью автоматического ввода токов в токовводящие элементы, блок ввода токов содержит шаговый искатель, осуществляющий синхронизацию работы блока с работой адресных реле узла образования адреса, 183494

I1 !

1 (1

1 !

Г(1

11 !

11 !! !

li !

1 !

Составитель В Киселев

Редактор В, Сорокин Техред А. А. Камышникова Корректоры: В. В. Крылова и С. H. Соколова

Заказ 227772 Тираж 1075 Формат бум. 60)(90 /s Объем 027 изд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР