SU868783A1 - Широтно-импульсное множительное устройство - Google Patents

Description

(54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относитс  к аналбго-вой вычислительной технике, в частности к множительным устройствам.

Известны широтно-импульсные множительные устройства, в которых результат перемножени  представл етс  в виде разности длительностей импульсов , содержащий интеграторы, компараторы и ключи .1.

Основной недостаток этих устройствсложность преобразовани  выходного сигнала в цифровой код.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству  вл етс  широтно-импульсное множительное устройство, которое содержит широтно-импульсный модул тор, состо щий из последовательно соединенных интегратора, ко входу которого подключен источник входного сигнала, и компаратора, ко входу которого подключен другой источник входного сигнала, дополнительный компаратор и два ключа 2.

В этом множительном устройстве результат перемножени  входных сигналов представл етс  в виде относительной разностц длительностей четырех разнопол рных импульсов, что уменьшает точность преобразовани  из-за

увеличени  погрешности дискретности и вли ни  фронтов выходных импульсов, а также уменьшает быстродейстЕие устройства .

Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в широтно-импульсном множительном устройстве, содержащем источник первого сомножител , широтно-импульсный модул тор, сос.то щий из последовательно соединенных интегратора и основного компаратора, первый вход которого  вл етс  входом второго сомножител  устройства, второй вход основного компаратора подключен к шине нулевого потенциала, а выход подключен к первому суммирующему входу интегратора, дополнительный компаратор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, и два ключа , второй вход дополнительного комшаратора подключен к.шине нулевого потенциала, а выход - к управл ющим

25 входам первого и второго ключей,

пр мой выход источника первого сомножител  через первый ключ подключен ко второму суммирующему входу интегратора, инверсный выход источника

30 первого сомножител  через второй

ключ подключен к третьему суммирующему входу HFJTerpaTopa, выход основного компаратора  вл етс  выходом устройства.

В результате выходной сигнал устройства формируетс  в виде двух азнопол рЯнх примыкающих импульсов , относительна  разность длительностей которых пропорциональна произведению .входных сигналов, что уменьшает погрешности дискретности при преобразовании и погрешности, св занные с длительностью фронтов. Быстродействие увеличиваетс  за счет уменьшени  в два раза минимально возможного периода измерени .

На фиг.1 приведена принципиальна  схема широтно-импульсного множительного устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы множительного устройства.

Широтно-импульсное множительное устройство содержит широтно-импульсный модул тор 1, компаратор 2 и ключи 3 и 4 на полевых транзисторах с каналом различной проводимости. Широтно-импульсный модул тор 1 содержит интегратор 5 и основной компаратор 6. Интегратор 5 выполнен на операционном усилителе 7, к инвертирующему входу которого подключены первые выводы резисторов 8-10, вторы выводы которых образуют первый, второй и третий суммирующие входы ий-. тегратора соответственно, выход операционного усилител  б  вл етс  выходом множительного устройства, неинвертирующий вход операционного усилител  7 через резистор 11 подключен к шине нулевого потенциала, между инвертирующими входом и выходом операционного усилител  включен конденсатор 12, основной компаратор 6 выполнен на операционном усилителе 13 и резисторах 14-17, дополнительный компаратор, выполнен на операционном усилителе 18 и резисторах 19 и 20. Выход интегратора 5 подключен к первому входу компаратора 2, который переключаетс  при переходе через ноль напр жени  на выходе интегратора 5. Выходной сигнал компаратора 2 управл ет работой ключей 3 и 4, работагадих в противофазе. Через ключи 3 и 4 ко второму и третьему суммирующим входам интегратора подключены выходы источника 21 парафазного вход ного сигнала первого сомножител ,

Широтно-импульсное множительное устройство работает следующим- образом .

При отсутствии входных сигналов интегратор 5 и компаратор б работают в автоколебательном режиме как релаксационный генератор. На выходе интегратора 5 формируетс  симметричное пилообразное напр жение, а на выходе компаратора 6 - напр жение пр моугольной формы. Дополнительный

компаратор 2 переключаетс  при переходе через ноль напр жени  на выходе интегратора 5. На выходе компаратора 2 формируетс  напр жение -пр моугольной формы, которое подаетс  на управление ключами 3 и 4. При отсутствии входных сигналов относительна  разность длительностей импульсов на выходе компаратора б равна нулю. Если на вход интегратора подан входной сигнал-сомножитель

0 tX, а на вход компаратора б сигналсомножитель У, то происход т следующие изменени  в работе схемы. Скорость измерени  напр жени  на выходе интегратора будет равна

5

-4r(Uo-x)

при положительных напр жени х на выходах компараторов б и 2;

0

,-х)

при положительном напр жении на выходе компаратора 6 и отрицательном напр жении на выходе компарато5 ра 2;

-feWo X)

при отрицательных напр жени х на выходах компараторов 6 и 2

-(Uo-X)

0

при отрицательном

- о напр жении на выходе компаратора б и положительном напр жении на выходе компаратора 2,

где TQ посто ннна  времени интегрировани  ; Uo выходное напр жение компаратора б.

Длительности участков, на которых напр жение на выходе интегратора измен етс  с посто нной скоростью (фиг..2) , равны

н-„

ГЦ

Uc-V . . Uc4Y

V-TOO ;

где УС; - порог срабатывани  кЬмпаратора 6.

Длительности положительного V и отрицательного импульсов на выходе компаратора 6 равны у

: -ti -fcaiСа 5- -Ч

Относительна  разность длительностей положительного и отрицательного Cij импульсов за период Т генерируемого напр жени 

Г.Уа. , У

.D:/i.-t -fil -ti-ft4. UoUc,

Claims (2)

1. Таким образом, относительна  разность длительностей двух примыкающих импульсов на выходе компаратора 6 оказываетс  пропоргдаональной произведению входных сигналов. При представлении произведени  входных сигналов в виде относительн разности двух разнопол рных импульсов вместо четырех повышаетс  точность преобразовани  выходного сигнала в цифровой код, так как уменьшаетс  относительное вли ние погреш ности дискретности при преобразова ,нии выходного сигнала в цифровой код путем заполнени  интервалов импульсами высокой частоты, погрешнос ти, св занной с длительностью фронтов импульсов,«в св зи с тем, что результирующа  погрешность определ етс  не на четырех, а на двух интервалах . Быстродействие увеличиваетс  за счет уменьшени  в два раза минимального возможного периода измерени . Формула изобретени  Широтно-импульсное множительное устройство, содержащее источник пер вого сомножител , широтно-импульсны модул тор,состо щий из последовател но соединенных интегратора и основного компаратора,, первый вход которого  вл етс  входом второго сомножител  устройства, второй вход основного компаратора подключен к шине нулевого потенциала, а выход - подключен к первому суммирующему входу интегратора, дополнительный компаратор , первый вход которого подключен к выходу интегратора, и два ключа, отличающеес  тем , что, с целью повышени  точности и быстродействи , второй вход дополнительного компаратора подключен к шине нулевого потенциала, а выход - к управл ющим входам первого и второго ключей,пр мой выход источника первого сомножител  через первый ключ подключен ко второму суммирующему входу интегратора,.инверсный выход источника первого сомножител  через второй ключ подключен к третьему суммирующему входу интегратора, выход основного компаратора  вл етс  выходом устройства. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизу 1. Смолов В.В., Угрюмрв Е.П. Врем -импульсные вычислительные устройства . Л., Энерги , 1968, с.36-43.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 492886, кл. G 06. G 7/16, 1973 (прототип ) .