SU1160440A1 - Устройство дл вычислени функции @ - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ А - В ФУНКЦИИ-, содержащее первьй А + В переключатель, сигнальные входы которого  вл ютс  сигнальными входами устройства, второй переключатель и усредн ющий фильтр, выход которого  вл етс  выходом устройства, о тличающеес  тем, что, с целью повьшени  быстродействи  vi точности вычислени , в него введены два сумматора, два инвертора, усилитель с регулируемым коэффициентом усилени  и генератор тактовых импульсов , подключенный к управл юпц м входам переключателей, входы первого сумматора соединены с сигнальными входами устройства, а выход через последовательно соединенные усийитель с регулируемым коэффициентом усилени  и первый инвертор подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого переключател , а выход сл подключен к третьему входу второго сумматора, первому входу второго пepeкЛtoчaтeл , управл ющему входу усилител  с переменным коэффициентом усилений и через второй инвертор к второму входу второго переключател , выход которого соединен с входом усредн ющего фильтра. Oi о 4

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в измерительной технике дл  подсчета коэффициента модул ции радиосигнала , относительных погрешностей и в аналоговых счетно-решающих устройствах дл  вычислени  функции А - В

(под А и в понимаютс  незавиА + В

виде

симые переменные, заданные в однопол рных напр жений).

Известно устройство дл  вычисле: . А - В

НИН функции , основанное на

А- 15 ... формировании сигналов, пропорционал ных величинам А и В, и их суммирова нии. Это устройстве позвол ет уменьши А погрешность вычислени  функции близких значени х А и В, так ка в нем сначала складывают А и В, поА В инверрознь наход т А + в А и складывают с тируют А + В - А + В При этом каждое делимое имеет велич ну, не близкую нулю, и погрешность делени  меньше, чем при делении их разности, т.е. малой величины l. Однако это устройство имеет недостаточную точность и сложно в реализации , поскольку содержит в своем составе два блока делени . Известны устройства дл  вычислени А - В функции основанные на форми А и ровании периодической последовательности импульсов с длительностью, пропорциональной величине А и с периодом В, или (А+В), дальнейшей филь рации, детектировании и суммировании этой последовательности С21и 3. Однако данные устройства также имеют низкую точность вычислени  функции, так как точность устройства в основном определ етс  неидентичностью характеристик генераторов пилообразного напр жени , компараторов и разнопол рных пиковых детекторов, вход щих в состав устройства. Кроме того, данные устройства имеют низкое быстродействие, определ ющеес  в основном больщой величиной посто нной времени усредн ющего фильтра. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс 

устройство дл  вычислени  фун{(ции

А - В

7---D содержащее компаратор, усредн ющий фильтр, интегратор, источник опорного напр жени  и два коммутатора , причем первый и второй сигнальные входы первого коммутатора  вл ютс  соответственно первым и вторым входом устройства, а выход подключен к входу интегратора, первый сигнальный вход второго коммутатора соединен с источником опорного напр жени , второй его вход подключен к шине нулевого потенциала , а выход соединен с первым входом компаратора, второй вход которого х- подключен к выходу интегратора, а выход соединен с управл ющими входами коммутаторов и входом усредн ющего фильтра, выход которого  вл етс  выходом устройства r4j. Известное устройство имеет низкое быстродействие, так как его быстродействие определ етс  в основном посто нной времени усредн ющего фильтра, котора  выбираетс  из услови  л V h Up--, требуема  величина посто нгде LP ной времени; относительна  динамическа  погрешность вычислени  , функции А в Тр, - период импульсной последовательности . Учитыва , что Т„ зависит от входных величин А и В, поэтому дл  повышени  точности устройства необходимо Тр выбирать при минимальных значени х А к В, т.е. большую посто нную времени усредн ющего фильтра. Однако больша  посто нна  времени усредн ющего фильтра не позвол ет обеспечить высокое быстродействие, а при уменьшении fp снижаетс  точность устройства , а также динамический диапазон изменени  сигналов А и Б. Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности вычислени  функции. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  вычислени  функции содержащее первый. переключатель, сигнальные входы koторого  вл ютс  сигнальными входами устройства, второй переключатель и усредн ющий фильтр, выход которого  вл етс  выходом устройства, введен два сумматора, два .инвертора, усили тель с регулируемьм коэффициентом усилени  и генератор тактовых импул сов, подключенный к управл ющим вхо дам переключателей, входы цервого Сумматора соединены с сигнальными входами устройства, а выход через последовательно соединенные усилител с регулируемым коэффициентом усиле-ни  и первый инвертор подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого переключател , а выход подключен к третьему входу второго сумматора, первому входу второ го переключател , управл ющему вход усилител  с переменным коэффициентом усилени  и через второй инвертор к второму входу второго переклю чател , выход которого соединен с входом усредн ющего фильтра. На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства дл  вычислени  А - В, на фиг.2 - эпюры. функции по сн ющие принцип работы устройств Устройство дл  вычислени  функА .1 и 2, ции ---- содержит сумматоры , усилитель 3 с регулируемым коэффициентом усилени , переключатели 4 и 5, генератор 6 тактовых импульсов , выход которого подключен к управл кицим входам переключателей 4 и усредн ющийхфильтр 7. и инверторы 8 и 9, Первый и второй сигнальные входы  вл ютс  соответственно первым и вто pbw сигнальными входами устройства, а выход усредн ющего фильтра 7 - выходом устройства, входы сумматора 1 соединены соответственно с первым и вторым входом устройства, а выход через последовательно соединенные усилитель 3 с регулируемым коэффициентом усилени  и первый инвертор 8 с первьм входом сумматора 2, второй вход которого подключен к выходу переключател  4, выход сумматора 2 сое динен непосредственно с его третьим входом, с управл ющим входом усилите л  3 с регулируемьм коэффициентом усилени  и с первым сигнальным входо переключател  5, и iepes второй инве тор 9 - с вторым сигнальным входом переключател  5, выход которого подключен к входу усредн ющего фильтра 7, выход которого  вл етс  выходом устройства. Устройство работает следующим образом . Пусть на первом входе устройства имеем сигнал А (фиг.2), на втором его входе сигнал В, а переключатели 4 и 5 наход тс  в положении, как показано на фиг.1, Йри этом йа выходе сумматора t имеем сигнал U А + В. На выходе усилител  3 с регулируемьш коэффициентом усилени  . V ; (1) а на выходе сумматора 2 сигнал Ui MUj-K(U4)/U . (2) Управл емый коэффициент передачи (2) любой цепи равен .) 1 хо - начальный коэффи1щент усилегде К. ни ; S - крутизна упрйвлени  коэффициентом усилени J - управл к|щее напр жение. Учитыва , что KO О, Up U, а S(Up) Sp const, выражение (2) будет иметь вад мг - f А 1 Л в 1 Если переключатели 4 и 5 наход тс  в другом положении {г1ротивоположно изображенному на 1), то в этом случае на выходе сумматора 2 имеет сигнал ..-i . ,,, Ч-s. Генератор 6 тактовых импульсов, управл   переключател ми 4 и 5, осуществл   принцип временного разделени  сигналов, формирует на входе усредн ющего фильтра 7 переменший сигнал, Ш4еющий форму меандра, амплитуда положительных импульсов которого равна и, а отрицательных - U. Усредн нщий фильтр 7 производит усреднение этой последовательности импульсов и на его выходе vBte&tt сигнал u. K,.u{a;.u;5 4-f-(де Кф - коэффициент передачи усредн ющего фильтра 7; L - линейный оператор сглаживани . Учитыва , что если К S получим 5 . n Достижение высокого быстродействи  измерени  функции А - В обуслов ; лено тем, что в предлагаемом устрой стве период следовани  генератора 6 тактовых импульсов не зависит от входных сигналов А и В и поэтому может быть выбран минимально возмож ным, а следовательно, при одной и той же погрешности с известным устройством , может быть выбрана мала  посто нна  времени усредн ющего -фильтра, т.е. получено более высоко быстродействие вычислени  функции А - В . т-. Кроме того, в предлагаемом устройстве динамический диапазон изменени  сигналов А и В не вли ет на быстродействие устройства, а источником погрешности  вл етс  тольк дрейф нул  операционных усилителей, на которых реализованы схемы устрой ства. В известном устройстве источником погрешности  вл ютс  нелинейность интегратора, нестабильность источника опорного напр жени , гист резис пороговой схемы компаратора и дрейф нул  операционных усилителей. Таким образом, в предлагаемом устройстве источников погрешностей меньше,чем в известном, а следовательно, оно имеет вьшге точность измерени  А - В функции д---. В качестве генератора тактовых импульсов может быть использован хпобой автоколебательный мультивибратор , переключатели могут быть реализованы на полевых транзисторах или на операционном усилителе. Сумматоры, инвертор и усредн ющий фильтр могут быть также реализованы на операционных усилител х. Усилитель 3 с регулируемым коэффициентом усилени  также может быть реали:зован на основе операционного усилител  или на бипол рных транзисторах. Технико-экономическа  эффективность предлагаемого устройства заключаетс  в высоком быстродействии и точности вычислени  функции.

Of

Фиг.1

l/л

ИНН

Ur-A-B

Uy

u

.

zz.

к

ZJL

/7

I2

2k

2

ZZ

(/

QJut.2

Z

Zz.

/2

ZA

//.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

   А - В

   ФУНКЦИИ 7---содержащее первый

   А + В переключатель, сигнальные входы которого являются сигнальными входами ’ устройства, второй переключатель и усредняющий фильтр, выход которого является выходом устройства, о тличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности вычисления, в него введены два сумматора, два инвертора, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления и генератор тактовых импульсов, подключенный к управляющим входам переключателей, 'входы первого сумматора соединены с сигнальными входами устройства, а выход через последовательно соединенные усилитель с регулируемым коэффициентом усиления и первый инвертор подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого переключателя, а выход подключен к третьему входу второго сумматора, первому входу второго переключателя, управляющему входу усилителя с переменным коэффициентом усилений и через второй инвертор к второму входу второго переключателя, выход которого соединен с входом усредняющего фильтра.

   >

   1 1160440