SU980104A1 - Four-quadrant dc signal multiplier - Google Patents
Four-quadrant dc signal multiplier Download PDFInfo
- Publication number
- SU980104A1 SU980104A1 SU813305031A SU3305031A SU980104A1 SU 980104 A1 SU980104 A1 SU 980104A1 SU 813305031 A SU813305031 A SU 813305031A SU 3305031 A SU3305031 A SU 3305031A SU 980104 A1 SU980104 A1 SU 980104A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- key
- keys
- multiplier
- Prior art date
Links
Description
ЧЕТЫРЕХКВАДРАНТНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ FOUR SQUARE MULTIPLE
(54) СИГНАЛОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относитс к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при построении аналоговых и гибридных вычислительных устройств. Известны четырехква рантные умно)(а1тели сигналов посто нного тока, использующие промежутрчное логарифмирование и содержащие стандартные блоки умножени (типа 525 ПС1), масйтабные резисторы , ключи L 1J . Эти умножители отличаю тс высоким быстродействием, но низкий точностью. Более высокую точность обеспечивают врем -импульсные устройства перемножени . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс четырехквадрантный умножитель, содержащий интегратор , инвертор, первый, второй и тре тай масштабные резисторы, соединенные между собой одним из выводов, компаратор , ключ, управл ющий вход которого соединен с выходом компаратора, а информадионный вход - с выходом инвертора и вторым выводом третьего масштабного резистора, второй вьгаод первого масштабного резистора соединен с входом инвертора и $тл етс первым входом умножител , второй вывод второго масштабного резистора соединен с выходом интегратора и вл етс выходом умножител , а первый и. второй выходы компаратора вл ютс вторым и третьим входами умножител . Умножитель позвол ет по-, лучить высокую точность перемножени . сигналов посто нного тока 2J . Однако он имеет малое быстродействие при необходимости получени низкого уров н пульсаций выходного напр жени , что вл етс большим недостатком при построении быс троде йс ТВующих бычислител f ных устройств. Цель изобретени - повышение быстродействи . Поставленна пель достигаетс тем, что в известный четырехквадрантный умножитель сигналов посто нного тока, содержащий инвертор, вход которого вл етс первым информационным входом умножите л , первый ключ, информационный вход ко торого подключен к выходу инвертора, компаратор, входы которого вл ютс соответственно вторым информационным и тактовым входами умножител , а выход подключен к управл ющему входу первого ключа, интегратор, выход которого вл етс входом умножител и три масштабных резистора, первые выводы которьгх объединены, второй вывод первого .масшта ного резистора подключен к входу инвертора , второй вывод второго масштабног резистора подключен к выходу интегратора , а второй вывод третьего масштабного резистора подключен к выходу первого ключа, введены последовательно соединен ные формирователь импульсов и триггер управлени , четеертый и п тый масштабные резисторы, второй, третий, четвертый и п тый ключи и запбминающий конденсатор , вхйд формир(жател импульсов подключен ко второму входу компаратора, первый выход триггера управлени по/цслю чен к управл ющим входам второго и п того ключей, а второй выход триггера уп равлени подключен к управл ющим входа третьего и четвертого ключей, информационные входы второго и четвертого ключей объединешл и подключены к первому выводу третьего масштабного резистора, выход второго ключа и иаформаыионный вход третьего ключа об-ьедкиены и через запоминающий конденсатор подключены к шине нулевого потенциала первый вывод четвертого масштабного резистора подклю чен к вьусоду третьего ключа, а первый вывод п того масштабного резистора под ключен к информационному входу п того ключа, вторые выводы четвертого и п того масштабных резисторов объединены и подключены к входу интегратора, выходы четвертого и п того ключей подключе ны к шине нулевого потенциала. На чертеже приведена функ1шональна схема четырехквадрантного умножител сигналов посто нного тока. Четырехквадрантный умнож итель содер жит масштабные резисторы 1 - 5, инвертор 6, ключи 7-11, запомианющий кон .денсатор 12, интегратор 13, компаратор 14, формирователь 15 импульсов,, триггер 16 управлени , генератор треугольных импульсов, ; Четырехквадрантный умножитель сигналов посто нного тока работает еледующим образом. На третий вход умножител от генератора 17 импульсов подаютс импульсы, например треугольные. Следовательно, на выходе компаратора 14 формируютс пр моугольные импульсы, относительна длительность которых пропорциональна сигналу посто нного TOKaUgy, т. е. & (,5, причем коэффициент К выбираетс таким, чтобы . Частота пр моугольных импульсов на выходе триггера 16 управлени , подаваемых на управл ющие входы ключей 8-11, вдвое ниже частоты импульсов, поступающих от генератора 17., Длительность замкнутого состо ни ключа 7 задаетс величиной 6. Рассмотрим процессы.в установившемс режиме. Предположим, что в первом такте работы ключи 8 и 11 замкнуты, ключи 9 и 10 разомкнуты, а напр жение в начале такта на запоминающем конденсаторе 12 равно нулю. До размыкани ключа 7, которое происходит внутри такта , напр жение на конденсаторе 12 измен етс под действием трех напр же- в момент размыкани ключа 7 напр жение и достиагает значени , которое приближено можно определить по формуле t-Цо ® - )к концу первого такта запоминающий конденсатор разр жаетс до нул под действием ( ftbl X ключ 7 разомкнут U -VO V -® 5-UBb1xK4)Подставл значение 0 в уравнение Ш1 и и реша уравнение относительно ОамуИмеем ;Тд Kg 1 Ка-Кг-Kg и„.и.--U. Г , К4 ГК2.-к,.-к5 -...U..;;. 4 t -« -- ,.-Кс К «1,1 . При условии -j rf-qj -0,5, что соответствует соотношению Ри(Ка) получаем и --0 Iilii5.f ВЫХ bX-l BXl где коэффициенты определ ютс параметрами схемы. Во втором такте замыкаютс ключи 9 и 10 и размыкаютс ключи 8 и 11. Поскольку напр жение на запоминающем конденсаторе 12 равно нулю, то выходное i(54) DC SIGNALS The invention relates to analog computing and can be used in the construction of analog and hybrid computing devices. Four quadratic clever ones are known) (a1 dc signals using intermediate logarithm and containing standard multiplication units (type 525 PS1), masybtnye resistors, L 1J keys. These multipliers are distinguished by high speed, but low accuracy. Higher accuracy is provided by time - pulsed multiplication devices. The closest technical solution to the proposed one is a four-quadrant multiplier comprising an integrator, an inverter, the first, second and third scale resistors connected between one of the pins, the comparator, the key whose control input is connected to the comparator output, and the information input to the inverter output and the second output of the third scale resistor, the second signal of the first scale resistor is connected to the input of the multiplier The second terminal of the second scale resistor is connected to the output of the integrator and is the output of the multiplier, and the first and second outputs of the comparator are the second and third inputs of the multiplier. The multiplier allows to obtain high precision of multiplication. dc signals 2J. However, it has a low speed when it is necessary to obtain a low level of output voltage ripple, which is a great disadvantage in constructing fast circuits for calculating devices. The purpose of the invention is to increase speed. The delivered set is achieved by the fact that, in a well-known four-quadrant multiplier of DC signals, containing an inverter, whose input is the first information input a multiplier l, the first key, whose information input is connected to the output of the inverter, the comparator, whose inputs are respectively the second information and clock inputs of the multiplier, and the output is connected to the control input of the first key, the integrator, the output of which is the input of the multiplier and three large-scale resistors, the first terminals of which The second terminal of the second large-scale resistor is connected to the output of the integrator, and the second output of the third large-scale resistor is connected to the output of the first switch, the serially connected pulse driver and the control trigger are four and fifth. scaling resistors, second, third, fourth, and fifth switches and impedance capacitor, enter form (pulse output connected to the second input of the comparator, first control trigger output on / off) The control inputs of the second and fifth keys and the second output of the control trigger are connected to the control inputs of the third and fourth keys, the information inputs of the second and fourth keys are combined and connected to the first output of the third scale resistor, the output of the second key and information of the third key and the memory capacitor are connected to the zero potential bus, the first output of the fourth scale resistor is connected to the third key's v-channel, and the first pin of the fifth scale resistor is connected to Connected to the information input of the fifth key, the second terminals of the fourth and fifth scale resistors are combined and connected to the input of the integrator, the outputs of the fourth and fifth keys are connected to the zero potential bus. The drawing shows a functional four-quadrant DC signal multiplier circuit. The four-quadrant multiplier itel contains scale resistors 1-5, inverter 6, keys 7-11, memory condenser 12, integrator 13, comparator 14, driver 15 pulses, control trigger 16, triangular pulse generator,; The four-quadrant DC signal multiplier works in the following way. The third input of the multiplier from the pulse generator 17 is pulsed, for example, triangular. Consequently, rectangular pulses are formed at the output of the comparator 14, the relative duration of which is proportional to the signal of a constant TOK / Ugy, i.e. & (, 5, and the coefficient K is chosen so that. The frequency of the rectangular pulses at the output of the control trigger 16 supplied to the control inputs of the keys 8-11 is twice as low as the frequency of the pulses from the generator 17. The duration of the closed state of the key 7 is set value 6. Consider the processes in steady state, suppose that in the first cycle of operation the keys 8 and 11 are closed, the keys 9 and 10 are open, and the voltage at the beginning of the clock on the storage capacitor 12 is zero. tact, for example The capacitor 12 is changed by the action of three voltages at the time of unlocking the key 7, and the voltage reaches a value that can be approximated by the formula t-Цо ® -) by the end of the first cycle the storage capacitor is discharged to zero by the action (ftbl X switch 7 is open U -VO V -® 5-UBb1xK4) Substitute the value 0 into equation Ш1 and solve the equation with OamuIme; Tg Kg 1 Ka-Kg-Kg and „.and .-- U. Г, К4 ГК2.-к, .- к5 -... U .. ;;. 4 t - «-, .- Кс К« 1,1. Under the condition -j rf-qj -0.5, which corresponds to the ratio of Pu (Ka), we get and -0 Iilii5.f OUT bX-l BXl where the coefficients are determined by the circuit parameters. In the second cycle, the keys 9 and 10 are closed and the keys 8 and 11 open. Since the voltage on the storage capacitor 12 is zero, the output i
напр жение интегратора 13 не измен етс . Таким образом, в установившемс режиме пульсации на выходе напр жени отсутствуют . Ключи 10 и 11 исключают вли ние конечного сопротивлени ключей 8 и 9 н процесс в схеме, улучша ее работу. В частности, в каждом такте обепечиваетс посто нное входное сопротивление интегратора. В переходном режиме умножитель представл етс колебательны звеном, в котором коэффициент колебательности и посто нна времени определ ютс номиналами резисторов и конденсаторов . Выбором номиналов резисторов и конденсаторов достаточно просто при заданной точности выбрать минимальное врем переходного процесса, которое может составл ть величину, соизмеримую с временем такта.the voltage of the integrator 13 does not change. Thus, in the steady state, the ripple at the voltage output is absent. The keys 10 and 11 eliminate the influence of the final resistance of the keys 8 and 9 on the process in the circuit, improving its operation. In particular, a constant integrator input impedance is provided in each clock cycle. In a transient mode, the multiplier is represented by an oscillating link, in which the oscillation coefficient and time constant are determined by the values of resistors and capacitors. By choosing the values of resistors and capacitors, it is quite simple for a given accuracy to select the minimum transient time, which can amount to a value commensurate with the tact time.
Технико-экономическа эффективность предлагаемого технического решени закЙючаетс в повышении быстродействи .вьтолнени операции умножени в10 lOOO раз в зависимости от требуемой точности и независимо от скважности входнь1Х сигналов. Это определ етс тем, что в предлагаемом умножителе врем .переходного процесса может быть достигнуто 2-6 периодов ШИЛ сигнала пр практически нулевой пульсации выходного напр жени . В известных умножител х величина пульсаций зависит от псюто вной времени фильтра. Дл достижени пульсации 1% выходного напр жени в прототипе, работающем с точностью 1%, посто нна времени фильтра Тф должна .быть равна 1ОО периодов ШИМ сигнала, тогда врем переходного процесса при скачкообразном входном сигнале равно 60О периодов ШИМ сщгнала, т. е. 1ОО ЗООО раз и выше чем в предлагаемом умножителе. При необходимости получить уровень пульсаций 0,1% и точность 0,1% быстродействие сни :аетс еще более, чем на порадок. Таким образом, чем точнее необходимо реализовать устройство умножени и чем ниже нужно получить уровен пульсаций выходного напр жени тем выше эффективность применени предлагаемого устройства.The technical and economic efficiency of the proposed technical solution is aimed at increasing the speed of execution of the multiplication operation 10 lOOO times depending on the required accuracy and regardless of the duty cycle of the input signals. This is determined by the fact that in the proposed multiplier the time of the transition process can be achieved from 2 to 6 periods of the SIL signal of the almost zero ripple of the output voltage. In the known multipliers, the magnitude of the pulsations depends on the filter's total time. To achieve ripple 1% of the output voltage in the prototype, working with an accuracy of 1%, the time constant of the filter Tf must be equal to 1OO periods of the PWM signal, then the transient process with a discontinuous input signal is equal to 60O periods of the PWM signal, i.e. 1OO ZOOO times and higher than in the proposed multiplier. If it is necessary to obtain a level of pulsations of 0.1% and an accuracy of 0.1%, the response speed decreases: even more than for a second. Thus, the more accurately you need to implement a multiplying device and the lower you need to get the ripple level of the output voltage, the higher the efficiency of application of the proposed device.
формула изобретени invention formula
Четырехквадрантный.умножитель сигналов посто нного тока, содержащий Инвертор , вход которого вл етс первым инфомационным входом умножител , первый ключ, информационный вход которого подключен к выходу инвертора, компаратор, входы которого вл ютс соответственно вторым информационным и тактовым входами умножител , а выход подключен к управл ющему входу первого ключа, интегратор , выход которого вл етс выходом .умножител и три масштабных резистора , первые выводы которых объединен второй вывод первого масштабного резистора подключен к входу инвертора, втор вьгеод второго масштабного резистора поключен к выходу интегратора, а второй вывод третьего масштабного резистора подключен к выходу первого ключа, о. т личаюшийс тем, что, с целью повышени его быстродейсти , в него введены последовательно соединенные формирователь импульсов и триггер управлени , четвертый и тмтый масштабные резисторы , второй, третий,- четвертый и п тый ключи и запомвнающий конденсатор, вход формир жател импульсов подключен к второму входу компаратора, первый выход триггера управлени подключен к управл ющим входам второго и п того ключей , а второй выход триггера управлени подключен к управл ющим входам третьего и четвертого ключей, ниформационные входы второго и четвертого ключей объеаинены в пощслючены к первому выводу 1ретьего масштабного резистора, выход второго ключа и информашюнный вход третьего ключа объеанвены к через запоммнакхний кон енсатор, подключены к шине нулевого потенЦ ала, первый вывоа четвертого масштабного резнстора подключен к выходу трет|зего клкма, а первый вывод п того масштабного резистора под ключен к информаоиониому входу п того ключа; вторые выводы четвертого н п того масштабных резисторов объединены и подключены к входу интегратора, выхоzuj четвертого и п того ключей подключены к шине нулевого потенциала.A four-quadrant DC signal multiplier comprising an Inverter, the input of which is the first information input of the multiplier, a first key, the information input of which is connected to the output of the inverter, a comparator whose inputs are respectively the second information and clock input of the multiplier, and the output is connected to the control the first input of the key, the integrator, the output of which is the output of the multiplier and three scale resistors, the first terminals of which are combined the second terminal of the first scale resistor n dklyuchen to the inverter input, sec vgeod poklyuchen second scaling resistor to the output of the integrator, and the second terminal of the third scaling resistor connected to the output of the first switch, Oh. This is due to the fact that, in order to increase its speed, a sequentially connected pulse generator and a control trigger, the fourth and third scale resistors, the second and third, fourth and fifth keys and a capacitor without capacitor, the input of the pulse former are connected to the second the comparator input, the first output of the control trigger is connected to the control inputs of the second and fifth keys, and the second output of the control trigger is connected to the control inputs of the third and fourth keys, the information inputs of the second first and fourth keys are connected to the first output of the third scale resistor, the output of the second key and the information input of the third key are connected to the zero potential bus through a memory capacitor, the first output of the fourth scale rezstor connected to the output of the third capacitor, the first pin of the fifth scale resistor is connected to the information input of the fifth key; the second terminals of the fourth and nth of the scale resistors are combined and connected to the input of the integrator, the outputs of the fourth and fifth keys are connected to the zero potential bus.
Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination
1.Аналоговые и цифровые интегральные схемы. Под ред. В. С. Якубовского, М., Сов. радио, 1979, с. 238-239.1. Analog and digital integrated circuits. Ed. V.S. Yakubovsky, M., Sov. Radio, 1979, p. 238-239.
2.Грэм Дж. Проектирование и применение операционных усилителей. М., Мир 1974, с. 196-298 (прототип).2. Graham J. Design and application of operational amplifiers. M., World 1974, p. 196-298 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813305031A SU980104A1 (en) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | Four-quadrant dc signal multiplier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813305031A SU980104A1 (en) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | Four-quadrant dc signal multiplier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU980104A1 true SU980104A1 (en) | 1982-12-07 |
Family
ID=20964511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU813305031A SU980104A1 (en) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | Four-quadrant dc signal multiplier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU980104A1 (en) |
-
1981
- 1981-06-24 SU SU813305031A patent/SU980104A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU980104A1 (en) | Four-quadrant dc signal multiplier | |
EP0099738A2 (en) | Function generators | |
CN85103529A (en) | Voltage-frequency converting circuit | |
SU1292176A1 (en) | Pulse multiplier | |
SU1242991A1 (en) | Device for multiplying electrical signals together | |
SU739557A1 (en) | Device for raising to power | |
SU1120362A1 (en) | Pulse-position device for raising to fractional power | |
CN116149601A (en) | Divider circuit based on voltage-controlled current source and division calculation method | |
SU1201852A1 (en) | Element with controlled conductivity | |
RU2325664C2 (en) | Integrated pulse-frequency converter | |
KR880003917Y1 (en) | Multiplying circuit with continous real multiple number | |
SU1119175A1 (en) | Frequency divider | |
SU450162A1 (en) | Tunable phase-pulse multi-stable element | |
SU1265735A1 (en) | Digital variable voltage converter | |
SU1335893A1 (en) | Phase-to-code commutator converter | |
SU1282331A1 (en) | Voltage-to-time interval converter | |
RU1811004C (en) | Reversible binary counter | |
SU1013976A1 (en) | Device having variable transmission factor | |
SU930627A1 (en) | Frequency multiplier | |
SU661378A1 (en) | Digital power meter | |
SU1201853A1 (en) | Device for integrating signal | |
SU1615889A1 (en) | Digital generator | |
SU1337906A1 (en) | Device for checking parameters of electric energy | |
SU1145476A1 (en) | Synchronous pulse repetition frequency divider with 5:1 countdown ratio | |
SU1132256A1 (en) | Device for measuring dc circuit equivalent resistance and capacity |