SU1674163A1 - Устройство дл вычислени функции А - В / А + В - Google Patents

Abstract

Устройство дл  вычислени  функции (A - B)/(A + B) относитс  к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в измерительной технике дл  оценки коэффициента модул ции радиосигнала и относительных погрешностей. Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи  устройства. Устройство содержит три сумматора, усилитель с регулируемым коэффициентом усили , два электронных переключател , генератор управл ющих импульсов, инвертор, масштабный блок и два блока выборки-хранени . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в измерительной технике дл  оценки коэффициента модул ции радиосигнала и относительных погрешностей.

Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи .

На фиг.1 приведена структурна  схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы , по сн ющие работу устройства.

Устройство дл  вычислени  функции А- В/А+В содержит сумматоры 1, 2 и 3, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усилени , переключатели 5 и 6, блок 7управ- лени , инвертор 8, масштабный блок 9 и блоки 10 и 11 выборки-хранени .

Блок 7 содержит генератор 12 тактовых импульсов, триггер 13, элементы И 14 и 15, элемент 16 задержки и одновибратор 17.

Первый и второй сигнальные входы переключател  5 соединены соответственно с первым и вторым входами устройства и с

первым и вторым входами сумматора 1. Управл ющие входы переключателей 5 и 6 соединены с первым выходом блока 7, а выходы - с входами сумматора 2. Вход блока 9 соединен с выходом сумматора 2 и сигнальными входами блоков 10 и 11, в выход - с управл ющим входом усилител  4, сигнальный вход которого соединен с выходом сумматора 1, а выход через инвертор 8 - с первым сигнальным входом и непосредственно с - вторым сигнальным входом переключател  6. Выход генератора 12 соединен непосредственно со счетным входом триггера 13, а через последовательно включенные элемент 16 и одновибратор 17 со вторыми входами элементов И 14 и 15. Пр мой выход триггера 13  вл етс  первым выходом блока 7 и соединен с первым входом элемента И 14, выход которого  вл етс  вторым выходом блока 7 и соединен с управл ющим входом блока 10, а инверсный - с первым входом элемента И 15, выход которого  вл И

О

2

о со

етс  третьим выходом блока 7 и соединен с управл ющим входом блока 11. Первый и второй входы сумматора 3 соединены с выходами блоков 10 и 11, а выход - с выходом устройства.

Устройство работает следующим образом .

Генератор 12 формирует периодическую последовательность коротких импульсов с периодом следовани  Т. Импульсы с выхода генератора 12 поступают на счетный вход триггера 13 и на вход элемента И 16. Триггер 13 перебрасываетс  с каждым импульсом с выхода генератора 12, и на его пр мом выходе, а также на первом входе элемента И 14 и на управл ющих входах переключателей 5 и 6 формируетс  периодический импульсный сигнал, уровень которого соответствует 1, период следовани  равен 2Т, а скважность равна двум (фиг.2б). Сигнал на инверсном выходе триггера 13 и на первом входе элемента И 15  вл етс  логической инверсией сигнала на его пр мом выходе. Одновременно импульсы с выхода генератора 12, проход  через элемент 16, осуществл ющий их задержку на врем  гэ 0,2 Т, поступают на вход одновибрато- ра 17 (фиг.2в). Одновибратор 17 под действием поступающих на его вход коротких импульсов формирует импульсы длительностью г 0,67 (фиг.2г), которые поступают на вторые входы элементов И 14 и 15. В промежутки времени, когда уровень сигнала на пр мом выходе триггера 13 соответствует 1, импульсы с выхода одновибратора 17 проход т через элемент И 14 на управл ющий вход блока 10 (фиг.2д), а в промежутки времени, когда уровень сигнала на пр мом выходе триггера 13 соответствует О - через элемент И 15 на управл ющий вход блока 11 (фиг.2е).

На первый вход устройства, первый вход сумматора 1 и первый сигнальный вход переключател  5 поступает сигнал А (фиг.2ж). а на второй вход устройства, второй вход сумматора 1 и второй сигнальный вход переключател  5 - сигнал В (фиг.2з). В сумматоре 1 поступившие на его входы сигналы складываютс , и суммарный сигнал UL определ емый равенством

Ui A+ В,(1)

с выхода сумматора 1 поступает на вхо д усилител  4,

В промежутки времени, когда сигнал на пр мом выходе триггера 13 соответствует 1, переключатели 5 и 6 под действием этого сигнала наход тс  в положении, изображенном на фиг.1, на первый вход сумматора 2 поступает сигнал А с первого входа

устройства, а на третий - сигнал с выхода инвертора 8. На второй вход сумматора 2 поступает сигнал Da с его выхода.

Сигнал U21 с выхода сумматора 2 посту- пает также на сигнальные входы блоков 10 и 11 и через блок 9 на управл ющий вход усилител  4. Сигнал Ug1 на выходе блока 9 и управл ющем входе усилител  4 определитс  как Ug Ua Kg,

где Kg - коэффициент передачи блока 9.

Сигнал Оз на выходе усилител  4 определ етс  равенством

U3 -Ui -Кз,

где Кз - коэффициент усилени  усилител  4. Коэффициент Кз св зан с управл ющим напр жением Ug уравнением

-Ug ,

где So - крутизна регулировочной характе- ристики усилител  4.

Поэтому можно записать

U3 UiSoU9

или

.U3 Ui SoU2 K9. Коэффициент Kg выбираетс  равным

1/So, поэтому справедливо равенство 11. it. . i i.i

Us Ui U21

(2)

Сигнал U2 равен сумме входных сигналов сумматора 2. Учитыва , что сигнал Кз поступает на третий вход сумматора 2 через инвертор 8, получим

U2 А + U21 - Уз1(3)

J

или

А - Уз1.

С учетом уравнений (1) и (2) можно записать

А - (А + В) U2

или

U2

(4)

А + В

Таким образом, в промежутки времени, когда сигнал на первом выходе триггера 13 соответствует Г, сигнал U21 на выходе сумматора 2 и на сигнальных входах блоков 10 и 11 определ етс  уравнением (1) (фиг,2и).

В промежутки времени, когда сигнал на пр мом выходе триггера 13 соответствует О, переключатели 5 и 6 наход тс  в положении , противоположном, изображенному на фиг. 1. На первый вход сумматора 2 поступает сигнал с второго входа устройства, а на третий - сигнал из с выхода усилител  4. На второй вход сумматора 2 поступает сигнал U2 с его выхода.

Сигнал Us в соответствии с уравнением (2) определитс  как

Ua - Ui U2 .(5)

Сигнал IJ2 как сумма сигналов на входе сумматора 2 составит

U211 В + U2M + из.

Полученное уравнение можно записать в следующем виде

В - -из . С учетом уравнений (1) и (4) получим

В -(A + B)U2

ir

или

U2

В

(6)

А +В

Таким образом, в промежутки времени, когда сигнал на пр мом выходе триггера 13 соответствует О, сигнал Da на выходе сумматора 2 и на сигнальных входах блоков 10 и 11 определ етс  уравнением (5) (фиг. 2 и).

Под действием управл ющих импульсов , поступающих на управл ющие входы блоков 10 и 11 с выходов элементов И 14 и 15, уровни сигналов U2 и УЗ запоминают- с  блоками 10 и 11 соответственно. Таким образом, на выходах блоков 10 и 11, а следовательно , и на первом и втором входах сумматора 3 формируютс  посто нные сигналы с уровн ми А/А+В и -В/А+В соответ- ственно. Эти сигналы суммируютс  в сумматоре 3. В результате суммировани  на выходе сумматора 3 и выходе устройства формируетс  сигнал уровн  -А-В/А+В.

Claims (2)

1. Устройство дл  вычислени  функции (А-В)/(А+В), содержащее последовательно соединенные первый сумматор, усилитель с регулируемым коэффициентом усилени  и инвертор, входы первого сумматора соеди- нены с сигнальными входами устройства, второй сумматор, выход которого соединен с его первым входом, а второй вход второго сумматора подключен к выходу первого переключател , сигнальные входы которого соединены с сигнальными входами устрой

5

10 15

20 25

30

35 40 ства , второй переключатель и блок управлени , первый выход которого подключен к управл ющим входам первого и второго переключателей , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи , в него введены масштабный блок, третий сумматор, первый и второй блоки выборки-хранени , управл ющие входы которых подключены соответственно к второму и третьему выходам блока управлени , выход второго сумматора соединен с входами первого и второго блоков выборки-хранени  и через масштабный блок с управл ющим входом усилител  с регулируемым коэффициентом усилени , третий вход второго сумматора подключен к выходу второго переключател , первый и второй сигнальные входы которого подключены со- ответвенно к выходу и входу инвертора, выход третьего сумматора  вл етс  выходом устройства, а входы третьего сумматора подключены соответственно к выходам первого и второго блоков выборки-хранени .

2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что блок управлени  содержит генератор тактовых импульсов, триггер счетный, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а пр мой выход  вл етс  первым выходом блока управлени , первый и второй элементы И, первые входы которых соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами триггера, а выходы  вл ютс  соответственно ВТОРЫМ и третьим выходами блока управлени , элемент задержки, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, и одновибратор, вход которого соединен с выходом элемента задержки, а выход - с вторыми входами элементов И.

Г

фиг. /