Многоканальное цифро-аналоговое множительное устройство Советский патент 1983 года по МПК G06J3/00 G06G7/16 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной- технике и может найти применение, в-частности, в качестве модели запорных и регулируюиих органов (задвижек, вентилей,заслонок и т.д.) в тренажерах для oneраторов технологических процессов. Известно устройство для перемно-: жекия цифрового и аналогового сигналов, содержащее цифро-аналоговый преобразователь и аналоговой перемножитель, например, время-импульсно го типа ij . Недостатком устройства является конструктивная сложность, обусловленная изменением двойного преобразования информации (код-напряжениесерия 2 мпульсов) . Известно также множительное устройство, содержащее регистр кода сомножителя, генератор ортогональны сигналов, ключи, триггеры, масштабные резисторы, операционный усилител и блок нормализации С23, Недостатком устройе гва также является конструктивная сложность реализации,обусловленная использованием большого количества ключей и резир,торов, а также дополнительного аналого-цифрового преобразователя при перемножении цифровых сигналов на аналоговые. Наиболее близким к изобретению является многоканальное цифро-аналоговое Множительное устройство, содер жащее в каждом канале операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включен первый масштабирующий резистор, ключи и три группы-масштабирующих резисторов, причем резистор первой группы соединены первыми выводами с аналоговым входом канала,. а вторыми выводами - с сигнальньгми входами соответствующих ключей и через соответствующие резисторы второй группы - с входом операционного усилителя и первыми выводами резисторов третьей группы, подключенных вторыми выводами к выходам соответствуюьчих ключей, причем выход операционного усилителя является выходом канала, а управляющие входы ключей соединены с входами разрядов кода сомножителя канала .устройства з . Недостатком известного устройства является сложность технической реали зации, обусловленная использованием .большого количества ключей и масштабирующих резисторов в каждом канале перемножителя. Цель изобретения - упрощение ус-, тройства. С этой целью многоканальное цифро аналоговое множительное устройство,; содержащее в каждом канале операцион ный усилитель, в цепь обратной связи которого включен первый масштабирующий резистор, и второй масштабирующий резистор, первый вывод которого соединен с аналоговым входом канала, а второй вывод - с сигнальным входом ключа, причем выход операционного усилителя является выходом канала, содержит в каждом канале элемент ИЛИ, интегрирующий конденсатор и группу из И элементов И (где п - количество разрядов кода сомножителя канала) и общий для всех каналов генератор ор-тогональных сигналов, подключенный выходами к первым входам элементов И группы каждого канала, соединенных вторыми входами с входами соответствующих разрядов кода сомнохштеля канала устройства-, а выходами - с входами элемента ИЛИ, подключенного выходом к управляющему входу ключа, соединенного вцходом с входом операционного усилителя и чер.ез интегрирующий конденсатор - с выходом операционного усилителя. , При этом генератор ортогональных сигналов содержит элементы ИЛИ-НЕ, триггеры и генератор тактовых импульсов , подключенный выходом к счетному входу первого триггера, соединенного инверсным выходом с первым . входом первого элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом - со счетным входомвторого триггера,; подключенного инверсным выз«4дом к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом - к второму входу первого элемента ИЛИ-НЕ и к счетному входу третьего триггера, соединенного инверсным выходом с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, а прямь1М выходом - с третьим входом первого элемента ИЛИ-НЕ, вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и со счетным входом четвертого триггера, подкцюченного инверсным выходом к входу четвертого элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом - к четвертому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, третьему входу второго элемента ИЛИ-НЕ и к второму, входу третьего элемента ИЛИ-НЕ, причем выходы элементов ИЛИ-НЕ являются выходами генератора ортогональныз( сигналов. Нафиг. 1 изображена блок-схема многоканального цифро-аналогового множительного устройства;на фиг. 2 ферма выходных сигналов генератора ортогональных сигналов на фиг. 3 возможный вариант схемной реализации генератора ортогональных сигналов (для П 4) . Многоканальное цифро-аналоговое ножительное устройство содержит в каждом канале 1 (на фиг. 1 представены два канала) операционный усиитель 2уПервый и второй масштабируюие резисторы 3 и 4, интегрирующий конденсатор 5, ключ 6, элемент ИЛИ 7 и группу из П элементов И 8 ( где п количество разрядов .кода сомножителя канала и, кроме того, содержит общий для всех каналов генератор 9 ортогональных сигналоЕ. В цепь обратной связи усилителя 2 (между его входом и выxoдo : включены параллель но резистор 4 и конденсатор 5. Резистор 3 соединен пёрвыл1 выводом с аналоговым входом канала, а вторым, выводом - с сигнальным входом ключа 6, подключенного выходом к входу суммирования усилителя 2, а управляю щим входом - к выходам элементов И 8 группы, первые входы которых соедине ны с выходами генератора 9 ортогональных сигналов, а вторые входы с входами соответствующих разрядов кода сомножителя канала. Выход one-, рационного усилителя 2 является вы ходом канала. Генератор 9 формирует на своих выходах систему ортогональных напряжений , 2 / .. .i. . 7.-i, фиг. 2) вида 1 , если ie Т- «-1 0, в остальных случаях где t - аргумент (время) ; Т - период следования. Генератор 9 может быть выполнен, например, содержащим (для ,фиг.з) генератор 10 тактовых импульсов, триггеры 11 - 14 и элементы ИЛИ-НЕ 15 7 18. Выход генератора 10 подключен к счетному входу первого триггер 11,.соединенного инверсным выходом с первым входом первого элемента ИЛИ НЕ 15, а прямым выходом - со счетным входом второго триггера 12. Триггер 12подключен инверсным выходом к пер вому входу второго элемента ИЛИ-НЕ 16,а прямым выходом - к второму,вхо ду элемента ИЛИ-НЕ 15 и к счетному входу третьего триггера 13, Триггер 13соединен инверсным выходом c первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ 17,а прякмм выходом - с третьим выходом элемента ИЛИ-НЕ 15, вторым вхо дом элемента ИЛИ-НЕ 16 и со счетным входом четвертого триггера 14. Триггер 14 подключенкнверсным выходом к входу четвертого элемента иЛИ-НЕ 18 (используемого дня выравнивания задержек) , а прямык: выходом - к четвер тому входу элемента ИЛИ-НЕ 15, треть ему входу элемента ИЛИ-НЕ 16 и., второ му входу элемента ИЛИ-НЕ 17. Устройство работает следующим образомГенератор 9 вырабатывает сигналы i,, i , ...in которые подаются на Бходы элементов И 8 во все каналы 1 (перемножения) , на другие входы тех же элементов И 8 подаются соответствующие разряды кодов сомножителей к . Среднее значение за период Т для любого.сигнала iк на выходе генератора 9, как видно из фиг.2, равно Т Чр-4| кМ 5 т-2-% где Ffn - амплитуда сигналов. Ка выходе любого эиемента ИЛИ 7, например, в j -м канале 1 (перемножения) сигнал имеет вид eb,,... + X,J где Х , X j/2 ... Xjn - двоичные разряды сомножителя X j. Входная проводимость j t) канала зависит от положения ключа 6 Л() ,еслииоых) 0 где G - проводимость резистора 3: Uebixj напряжение на выходе элемента 7, поэтому . intnV Операционные усилители 2 совместно с. резистора: it; 4 и конденсаторами 5 представляют собой апериодические звенья и усредняют выходное напряжение, поэтому (считая, что сигналы tjj на аналоговом входе j -го канала на интервале времени Т изменяются незначительно), получаем S i(.- n2-....xi, где К - коэффициент пропорционально.сти. Таким образом, при медленных изменениях сигналов XJ к Уj на выходе усилителя 2 среднее значение сигналов пропорционально произведению X j X j . Из сравнения предлагаемого устройства и известного следует, что введение в структуру генератора 9 ортогональных сигналов., общего для всех каналов,позволяет значительно сократить количество используемых в каждом канале (перемножения) ключей и масштабирующих резистров. Результатом этого является общее упрошение конструктивной реализации многоканального цифро-аналогового множительного устройства. Положительный эффект наиболее явно проявляется при большом чи.сле каналов (перемножения) , что характерно, например, в тренажерах, где число перемножения составляет десятки и сотни.

0 0

/Т fl/«

1.МНОГОКАНАЛЬНОЕ ЦИФРОАНАЛОГОВОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО,содержащее в каждом канале операционный усилитель,- в гепь обратной связи которого включе . первый масштабирующий резистор, и второй масштабирующий резистор, первый вывод которого соединен с аналоговым входом канала, а второй вывод - с сигнальнЕлм входом ключа, причем выход операционного усилителя является выходом канала, отличаюше.еся тем, что, сцелью упрощения устройства, оно со- j держ1:т в кaжлo т канале -элемент -ИЛИ, 1;нтегрируюц:ий конденсатор и группу из И элементов И (где ti - количество разрядов кода co нoжитeля канала) и общий для всех каналов генератор ортогональных сигналов, подключенный . выходами к первы входам элементов , , Г:группы каждого канала, соединенных вторьжи входами с входами соответётвующих разрядов кода сомножителя канала устройства., а выходами - с входами элемента 1ЛИ, подключенного выходом к управляющему входу ключа, соедиценногр выходом с входом .операт ционного усилителя .и через интегриРУ19ЩИЙ конденсатор - .с выходом операционного усилителя. 2. Устройство по П.1, о т л и -ч ак № е е с я тем, что генератор ортогональнмх сигналов содержит элементы ИЛИ-НЕ, триггерь: и генератор тактовых .импульсов, подключенный выходом к счетному входу первого триггера, соединенного инверсным выходом с пepвы : входом первого элемента .5 ИЛИ-НЕ, а прямым выходом -. со.счетт(Л ньтм входом второго триггера, подключенного инверсным выходом .ому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом - к второму входу первого элемента ИЛИ-НЕ и к счетному входу третьего триггера, соединен- ного инверсным выходом с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом - с третьим в.ходрм первого элемента ИЛИ-НЕ,вторым вхо4i дом второго элемента ИЛИ-НЕ и со :о :о счетным входом.четвертого триггера, подключенного инверсным вь-ходом к входу четвертого элемента- ИЛИ-НЕ, а 00 прямым выходом - к четвертому входу первого элемента ИЛИ-НЕ,. третьему 00 входу второго элемента ИЛИ-НЕ и к второму входу третьего элемента ИЛИ-НЕ, причем входы элементов ИЛИ-НЕ являются выходами генератора, ортогональных сигналов..