Множительно-делительное устройство Советский патент 1983 года по МПК G06G7/16 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в.частности к устройствам, в которых вы- числительные операции выполняются путем изменения электрических величин, предназначенных для умножения и деления, и может быть использовано для решения уравнений.Известно множительно-делительное устройство, содержащее генератор линейно-нарастающего напряжения, вход которого подключен к источнику сигнала-делителя, а выход соединен с одним входом компаратора и через пер вый ключевой элемент с шиной нулевого потенциала, второй вход компарато ра присоединен к первому источнику . сигнала-сомножителя, второй ключевой элемент, один вывод которого соединен с выходом устройства, а другой вывод подключен ко второму источнику сигнала-сомножителя, дифференцирующий элемент, вход которого соединен с выходом тактового генератора, уп равляющий вход первого ключевого эле мента подключен к выходу дифферендирующего элемента, вход компаратора П эисоединен к управляю11ему. входу вто рого управляющего элемента tl Недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, сужающих клас решаемых им задач, что не позволяет ему решать задачи с у:величенйем числа аргументов и введением дополнительных операций. Для решения таких задач известное устройство используется в комплексе с другими арифметическими устройствами, что значительно усложняет схему. Известно также множительно-делительное устройство, содержащее интег ратор, пять ключей, компаратор, активный фильтр и мультивибратор, причем инвертирующий вход 1 нтегратора через первьлй и второй ключи подключе к первому и второму входам устройства соответственно, выход интегратора подключен к первому входу компаратор выход компаратора подключен к управляющему входу третьего ключа, включенного между входом и выходом инте- гратора, и управляющему входу четвер того ключа, выход которого подключен к управляющему входу пятого ключа, первый вход активного фильтра через пятый ключ соединен с третьим входом устройства, выход активного фильтра является выходом устройства. Мультивибратор является источником эталон.ного сигнала, один выход мультивибратора соединен с управляющими входами второго и пятого ключа 2j. Недостатком этого устройства является ограниченность его функцйг ональных возможностей, не позволяющих решать более сложную математическую зависимость, необходимость решения которой возникает в ходе автоматизации определенных технологических процессов, что сужает класс решаемых им задач. Так, например, в локальных системах дозирования сыпучих материалов на различных стадиях технологических процессов аглодоменного производства в черной металлургии для повышения точности дозирования материалов необходимо измерять весовую влажность материалов и общий вес влажного материала, а затем по этим данным определять значение массы сухого ма-териала в соответствии с алгоритмом PC Pft (1-0,01W), где Р - значение массы сухого материала;Pg - значение массы влажного материала;W - весовая влажность. В общем случае значение массы сухого материала можно определить по формуле (1-0,OW) Р(1-К ) где К - постоянный коэффициент. Информация о массе влажного материала (Pg поступает с весоизмери.теля в частотной форме (ig), информация об объемной влсшности ( j и о насыпной плотности (0-|) - сдатчика влажности в аналоговой форме, а информация о массе сухого материала (PC) должна поступать в систему дозиров:айия для воздействия на технологический процесс в коде N. С учетом этого получаем . где NC - значение массы сухого материала в коде; 5g - значение массы влажного ма териала в частоте. Для решения этой задачи может быть использовано известное устройство только в комплексе с устройством вычитания, преобразователями ; частота-напряжение и преобразователями напряжение-код. Целью изобретения является расши- рение класса решаемых задач. |. . . Поставленная цель достигается тем, что мно} ительно-делительное устройство, содержащее компаратор, первый и второй ключи и интегратор, инвертирующий вхЬд которого через первый и второй ключи подключен к первому и второму входам устройства соответственно, выход интегратора подключён к первому входу первого компаратора, дополнительно введены второй и третий компараторы, источник напряжения смещения, реверсивный счетчик, триг-, rep, элемент И и регистр памяти, причем выход интегратора подключен к первому входу второго компаратора, выход которого подключен к-первому входу триггера, ко второму входу которого подключен выход первого компаратора, выход триггера подключен к управляющему входу реверсивного счётчика и к первому входу третьего компаратора, выход которого подключе к управляющим входам первого и второго ключей, второй вход втор.ого ком паратора и второй вход третьего компаратора подключены к источнику напряжения смещения, второй вход первого компаратора подключен ко втором входу устройства, выход второго компаратора подключен к установочному входу реверсивного счетчика и к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к третьему входу устройства, выход элемента И подключен к счетному входу реверсивного счетчика, группа выходов которого {подключена ко входам регистра памяти, группа выходов которого является выходами устройства. , На фиг, 1 приведена функциональная .схема множительно-делительного . устройства; на фиг. 2 - диаграмма ра боты множительно-делительного устрой ства., Множительно-делительное устройств содержит интегратор 1/ -предназначенн для интегрирования двух входных сигналов 0 и Og, ключи 2 и 3, предназначенные для поочередного подключения входных сигналов (Jy) , U/2. ко входу интегратора 1, компараторы 4-6, триг гер 7 с разделительным запуском, эле мент И 8, реверсивный счетчик 9, ре-. гистр памяти 10. Мнбжительно-делительное устройств работает Следующим образом. На первый ключ 2 подается входной сигнал и отрицательной полярности, на второй йлюч 3 подается входной сигнал Оа положительной полярности. На один из входов элемента И поступа ют частотные сигналы -ip, соответству ющйе, например весу влажного материВ начальный момент времени интегр тор 1: находится в исходном положении интегрирующая емкость разряжена. Ком паратср 4 находится в нулевом состоянии, компаратор 5 в состоянии 1 при этом триггер 7 устанавливается . в нулевое состояние и на его единичном выходе появляется положительный потенциал. Сигнал О с крмпаратора 4 поступает на счетчик 9, устанав ливая его в исходное положение, а та же на один из входов элемента И 8, запрещая прохождение входных частотных сигналов Jp в счетчик 9. Положительный потенциал с выхода триггера 7 поступает на инвертирующий вход компаратора б, на выходе которого появляется отрицательный потенциал, при этом ключ 3 закрывается, а ключ 2 открывается. Напряжение и поступает на инвертирующий вход интегратора 1. Напряжение на выходе интегратора и выуначинает расти, в момент времени, когда компаратор 4 из нулевого состояния переходит в единичное. Сигнал с компаратора 4 поступает на вход элемента И 8, при этом частотные сигналы поступают через элемент И8 в счетчик 9. Так как с выхода триггера 7 на управляющий вход, (вход Реверс ) счетчика 9 поступает , то счетчик 9 считает иштульсы р в режиме вычитания. Интегрирование входного напряжения U происходит до момента, когда напряжение на выходе интегратора 1 ( (jgj,)5() станет равным напряжению, поступающему на неинвертирую- щий вход компаратора 5. При этом компаратор срабатывает и переключает триггер 7. Нулевой потенциал с выхода i« триггера 7 поступает на вход Реверс счетчика 9, переключая .счетчик 9 в режим сложения, и на инвертирувэщий входкомпаратора 6. Время, в течение которого счетчик 9 работает в режиме Реверс, определяется следующим образом, . выу -4 1Чп„-и. RC -I -iop- s. i - Увог 3Qp где Ugy напряжение на выходе интегратора в момент времени; ЗДР время заряда интегратора, в течение которого счетчик 9 работает в режиме Ре-вере. Компаратор б переключается в состояние 1, при этом ключ 2 закрывается, а ключ 3 открывается, и положительное напряжение U/i поступает на вход интегратора 1. Интегратор 1 . начинает интегрирование в обратном направлении, до тех пор, пока выходной сигнал не станет равным нулю. Время разряда интегрирующей емкости интегратора определяется следуюйщм образом i febix-t RCI i i |tpa,,Rc За время ТГра счетчик 9 работает в режиме сложения. В момент времени, ;согда выходное напряжение интегратора 1 и выи станет равным нулю-, компа

МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый компаратор, первый и второй ключи и интегратор, инвертирующий вход которого, через первый и второй ключи подключен к первому и второму входам устройства соответственно, выход ин- . тегратора подключен к первому входу первого компаратора, отличающ; е ё с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в уст- ройство дополнительно введены вто- . рой и третий компараторы, источник напряжения смещения, реверсивный счетчик, триггер, элемент И и регистр пгмяги, причем выход интегратора подключен к первому входу второго компаратора, выход которого подключен к первсялу входу триггера, к второму входу которого подключен выход первого компаратора, выход триггера , подключен к управляющему входу реверсивного счетчика и к первому входу третьего компаратора, выход которого подключен к управляющим входам первого и-второго ключей, второй вход второго компаратора и второй вход третьего компаратора подключены к источнику напряжения смещения, второй вход первого ксжлпаратора подключен к вторсялу входу устройства, выход вто- I .рого,компаратора подключен к устаноночному входу реверсивного счетчика иГЛ к первому входу элемента И, второй в. вход к.оторого подключен к третьему Cm ВХОДУ устройства, выход элемента И подключен к счетному входу реверсив- S Iного счетчика, группа выходов которого подключена к входам регистра .памяти, группа выходов регистра па:мяти является выходами устройства. 00 4 Ji