SU610128A1 - Множительно-делительное устройство - Google Patents

Description

(54) МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ. УСТРОЙСТВО л емое инерционностью резистивной схе мы сравнени  и усилител  рассогласова ни  . Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  множительно-делительного устройства при сохранении вы сокой точности вычислений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предложенное множительно-делительное устройство введены преобраэов тели длительности импульсов в напр же ние делимого и делител , первые входы которых соединены с выходом соответствующего входного блока сравнени , вторые входы-с выходом генератора так товых импульсов, а третьи входы - соответственно с источниками положитель ного и отрицательного посто нных напр жений , первый сумматор, входы которого соединены, с выходами всех преобразователей длительности импульса в напр жение, преобразователь напр жени в длительность импульса, первый вход которого подключен к выходу первого сумматора, а второй вход - к выходу генератора тактовых импульсов, запоми нающий блок, вход которого через введенный ключ соединен с выходом генера тора экспоненциального напр жени ,при чем управл ющий вход ключа св зан с выходом преобразовател  напр жени  в длительность импульса, второй сумматор , один вход которого соединен с вы ходом запомингиощего блока, а другой вход - с выходом усилител  рассогласо вани . Выход второго сумматора,  вл ю щийс  выходом-устройстаа, соединен с четвертым входом выходного блока срав нени  . На чертеже представлена принципиальна  схема множительно-делительного устройства. Устройство содержит генератор экспо ненциального напр жени  1, выход кото рого соединен с первым входом вых дного блока сравнени  2 и первыми входами входных блоков сравнени  делимого 3 и делител  4, вторые входы которых подключены к выходам соответствую щих источников входных сигналов 5. Выход генератора тактовых импульсов 6, соединен с управл ющим входом генератора 1, с третьими входами всех блоков сравнени  3,4 и со вторым входом блока сравнени  2. Источники положительного 7 и отрицательного 8 посто ных напр жений соединены соответственно с четвертыми входами блоков сравнени  3 и 4. Третий вход блока сравнени  2 подключен к источнику8. Выходы блоков сравнени  3, 4 и 2 подключены к соответствующим входам резисти.вно-емкостного блока сравнени  9, выход кото рого соединен со входом усилител  рассогласовани  10. Первые входы преобразователей длительности импульса в напр жение делимого 11 и делител  12 соединены с выходом соответствующего блока сравнени  3, 4 вторые входы - с выходом генератора 6, а третьи входы с источниками 7 и 8, Входы первого сумматора 13 соединены с выходами всех преобразователей длительности импульса в напр жение 11, 12. Первый вход преобразовател  напр жени  в длительность импульса 14 подключен к выходу первого сумматора 13, а второй вход к выходу генератора 6. Вход запоминающего блока 15 через ключ 16 соединен с. выходом генератора 1, причем управл ющий вход ключа 16 св зан с выходом преобразовател  14. Один вход второго сумматора 17 соединен с выходом запоминающего блока 15, а другой вход - с выходом усилител  рассогласовани  10. Выход сумматора 17,  вл ющийс  выходом устройства, соединен с четвертым входом блока сравнени  2. Устройство работает следующим образом . Устройство предназначено дл  реализации зависимости L 5. где П - знак произведени ; UjjITj - входные напр жени , выполн ющие роль сомножителей делител  и делимого; bf,Cj - степени сомножителей г К - коэффициент преобразовани . Положим, что имеютс  только два входных напр жени  1X0 и ТГ , следовательно , выходное напр жение устройства в этом случае должно иметь вид вых Выходное напр жение гёнератс а 1 где tig- начальное напр жение экспоненты; t - посто нна  времени, подаетс  на первые входы блоков сравнени  3, 4 и 2. На вторые входы этих блоков подаютс  сравниваемые напр жени  - выходное и напр жение сомножителей от соответствующих источников входных сигналов 5. Выходной сигнал всех блоков сравнени  2, 3, 4 представл ет собой пр моугольный иМпульс,амплитуда которого определ етс  величиной напр жени  источников 7 и 8,а длительность - вели

Чиной сравниваемого напр жени  соответственно .

и.

U

,,i

вы у

Ни

и.

Эти импульсьа поступают на входы блока сравнени  9, выходное напр жение uTJ которого усиливаетс  усилителем рассогласовани  10 и поступает на вход сумматора 17.

При большом коэффициенте усилени  усилител  рассогласовани  10 можно считать и дл  средних токов получаем

Et« Ei

вых

(5)

т.тг„

т-тг.

где Т - период частоты генератора 6. С учетом выражени  (4) из выражени  (5) после преобразовани  получим

и

(6)

и

где

л ;К -т--- b«-2-,

т. т

а

в устройстве импульсы с выходов блоков сравнени  3,4 поступают не только на входы блока сравнени  9, но -:и на входы преобразователей 11 и 12, которые как и блоки сравнени  3, 4 за питаны от источников 7 и 8. На выхода преобразователей 11, 12 образуютс  напр жени , пропорциональные длительност м выходных импульсов, «с. аи„ где К о, и Kf, - коэффициенты передачи преобразователей 11, 12. Пол рность этих напр жений завиоит от того,  вл етс  ли соответствующий сомножитель делимым или делителем.Напр жени , определенные выражени ми(7) поступают на входы сумматора 13. Его выходное напр жение TJr-Ха а Хн и, (в) - коэффициенты передагде Ка и К чи по соответствующим входам сумматора 13, преобразуетс  с помощью преобразовател  14 с коэффициентом передачи Kj момент окончани  импульса ty на короткое врем  замыкаетс  ключ 16, и

сигнал с генератора 1 поступает на вход запоминак цего блока 15, на выходе которого образуетс  напр жение, пропорциональное значению Ug в момент ty

., ,

(ш)

где TJ)5 «К ig соответственно выходное 10 нагф жение и коэффициент передачи запоминающего блока 15.

Подставив в формулу (10) значение t(j из формулы (9), с учетом формул (7) и (8) получим после преобразовани  15

IT

15 „ot.f -flc-i

(а) rt о

где

л ь К л К „ К |д.

Напр жение U,g поступает на сумматора 17, и его выходное нние будет

(lij

Claims (3)

1. вы.Х.7-11,5; где к ,7 - коэффициент передачи сумматора 17. С учетом формулы (11) из формулы (12) получим bu ,T-«i5--.-5-T :jrr- (14) м о Сравнива  формулы (13)и (6), видим что при услови х p.b,ci«C, K,-k,5--i эти выражени совпадают, причем поскольку преобразование осуществл етс  на .безынерционных элементах, выходное напр жение по вл етс  за врем , меньшее, чем, эт. Такую настройку схемы , когда выполн ютс  услови  (14), назовем начальной. При начальной настройке схемы, очевидно, чтоА1Г«0. Следовательно, выполнив услови  (14), можно получить выходное напр жение устройства, даже исключив из его состава инерционные элементы, а именно блок сравнени  9 и усилитель рассогласовани  10.. А так как дополнительные элементы схемы безынерционны,это приводит практически к мгновенной (за врем  меньшее, чём ЗТ) отработке скачка напр жени  любого из сомножителей или группы сомножителей. Однако точное выполнение условий (14) вызывает р д трудностей, особенно при изменении окружающих условий, например температуры. В этом случае напр жение U-gbix оказываетс  не точно равно . Это приводит к по влению А и У отличного от нул , которое усили ваетс  усилителем рассогласовани  10, и его выходное напр жение, поступа  на вход сумматора 17, добавл етс  к напр жениюIJ jiijj , так, чтобы оно снова приблизилось к. Ujjjjix, т.е. чтобы д1Г«0 Из рассмотрени  работы устройства при двух входных сигналах нетрудно видеть, что устройство аналогична работает , и лри большем числе входных сигналов, вход щих в формулу (1) Предлагаемое устройство, име  боль шее быстродействие, позвол ет значительно расширить область применени  множительно-делительных устройств, по строенных на логарифмическом принципе Формула изобретени  Множительно-делительное устройство содержащее генератор экспоненциального напр жени , выход которого соединен с первым входом выходного блока сравнени  и первыми входами входных блоков сравнени  делимого и делител , вторые входы которых подключены к выходам соответствующих источников вход ных сигналов, генератор тактовых импульсов , выход которого соединен с уп равЛ ющим входом генератора экспоненциального напр жени  с третьими входами всех входных блоков сравнени  и со вторым входом выходного блока срав нени , источники положительного и отрицательного посто нных напр жений,, соединенные соответственно с четверты ми входами входных блоков сравнени  делимого и входных блоков сравнени  делител , причем третий вход выходного блока сравнени  подключен к источнику отрицательного посто нного напр  жени , выходы входных и выходного бло ков сравнени  подключены к соответствьтощим входам резистивно-емкостного блока сравнени , выход которого соединен со входом усилител  рассогласовани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства , в него введены преобразователи длительности импульса в напр жение делимого и делител , первые входы которых соединены с выходом соответствующего входного блока сравнени , вторые входы - с выходом генератора тактовых импульсов, а третьи входы - соответственно с источниками положительного и. отрицательного посто нных напр жений , первый сумматор, входы которого соединены с вьгходами Bciex преобразователей/длительности импульсов в напр жение, преобразователь .напр жени  в длительность нмпульда., первый вход которого 1подключ0н к выходу первого суь маторн,. а второй вход - к выходу генерат ра тактовых импульсов, запоминающий блок, вход которого через введенный клк}ч соединен с выходом гененератора экспоненциального напр жени , причем управл ющий вход ключа св зан с выходом преобразовател  напр жени  в длительность импульса, второй сумматор , один вход которого соединен с выходом запоминающего блока, а другой вход - с выходом усилител  рассогласовани ; причем вход второго сумматора ,  вл ющийс  выходом устройства,соединен с четвертым входом выходного блока сравнени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 392507,кл. Q 06 Q 7/16, 1971.
2. 2.Патент США 3586838,кл.235150 .5, 1971.,,
3. 3.Лихтииндер М.Я. Экспоненциальные Моделирующие устройства в информационно-измерительных системах.Энерги , 1971, с. 52, рис. 3-16.