Время-импульсное множительное устройство Советский патент 1983 года по МПК G06G7/161 

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам с вЬемя-импульсным преобразователем сигналов и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известно время-импульсное множи- 5 тельное устройство, содержащее интегратор, ключи, генератор импульсов, накопительный конденсатор ij.

Однако это устройствообладает низким быстродействием.. Ю

Наиболее близким к предложенному изобретению является йремя-импульсное множительное устройство, содер.жащее соединенные последовательно широтно-импульсный модулятор, амплит 15 тудно-импульсный модулятор, интегратор, вход широтно-импульсного модулятора является первым входом устройства, второй вход амплитудно-импульсного модулятора является вторым вхо- 20 дом устройства, генератор опорной частоты, ключ 2 .

Недостатками известного устройства являются низкое быстродействие и малая точность перемножения.

Цель изобретения -. повышение быстродействия Иуменьшение.погрешности перемножения.

Поставленная цель достигается тем, что во время-импульсное множительное устройство, содержащее соединенные 30 последовательно широтно-импульсный модулятор, вход которого является первый входом устройства, и амплитудно-импульсный модулятор, другой вход которого соединен с вторым входом 35 устройства, а выход - с первым входом интегратора, генератор опорной частоты и ключ, введены источник опорного напряжения, подключенный через .ключ к второму входу интегратора, и так- 40 тируемый р-триггер, информационный вход которого соединен с- выходом интегратора, тактовый вход - с выходом генератора опорной частоты, а ин. версный выхрд,являющийся выходом уст-, ,с ройства - с управляющим входсм ключа.

На фиг.1 изображена функциональная схема предложенного время-импульсного множительного устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняюпие работу устройства.50

Время-импульсное множительное устройство (фиг.1) содержит широтно-импульсный модулятор 1, амплитудно-импульсный модулятор 2, источник 3 рпорного напряжения,kлюч 4,интегратор 5, 55 генератор б опорной частоты, тактируемый триггер 7, первый и второй входы 8 и 9л выход 10 устройства.

Время-импульсное множительное устройство работает следукидим образом. 60

При отсутствии перемножаемых напряжеНИИ на выходе интегратора 5 ус.танавливается напряжение, превышающее пороговое напряжение информационного входа тактируемого и -триггера 7. 65

В этом случае тактируемый D -триггер находится в единичном состоянии, сигнал на его инверсном выходе равен нулю и ключ 5 разомкнут.

При подаче перемножаемых напряжений на выходе широтно-импульсного модулятора 1 появляются импульсы, частота которых постоянна, а длительность пропорциональна первому умножаемому напряжению с первого входа 8 Импульсы в амплитудно-импульсном модуляторе 2 модулируются по амплитуде вторым умножаемым напряжением с второго входа 9 (фиг.2 а) . В результате на выходе амплитудно-импульсного модулятора 2 формируется импульсный сигнал, постоянная составляющая которого, определяется из выражения

()

7.

.-и

2

где К, и К - коэффициенты преобра зования модулятора 1 и

2 соответственно; 0 и 1,2 - пег емножаемые напряжения с первого и второго в.ходов 8 и 9. Сигнал с амплитудно-импульсного модулятора 2 (фиг.2) поступает на первый вход интегратора 5 и уменьшает его выходное напряжение (фиг.2Ь Как только это напряжение станет немнод-о меньше напряжения, срабатывания тактируемого 3 -триггера 7, то по :ближайшему переднему фронту импульса (фиг. 26), выдаваемого генератором 6 опорной частоты, триггер 7 перебрасывается в .нулевое состояние На инверсном (фиг.2) выходе появляется сигнал логической единицы, под действием которого ключ 4 замыкается, подключая к второму входу интегратора 5 источник 3 опорного напряжения. Происходит заряд интегратора 5, его выходное напряжение становится больше напряжения срабатывания, поэтому при поступлении следующего импульса тактируемый D -триггер 7 перебрасывается в .единичное состояние и ключ 4 размыкается. Начийается очередной такт разряда интегратора 5 импульсами, поступающими с модулятора 2.

В момент прекращения заряда на выходе интегратора 5 устанавливается напряжение, определенное выражением

4oiplOon-U2n)

(2)

.Uc

4U.

гдеЦар - время заряда;

€ - постоянная времени интегра.тора 5;

Чоп - напряжение источника 3, 0 - напряжение срабатывания тактируемого D -триггера 7. Для разряда интегратора 5 до напряжения и7 необходим интервал времени tpo-jp/ кото1 ый спязан с напряжением Uij формулой

()

.иц-иИ

(2) и (3) следует

и,„

()

Ion ap учетом того, что

-Ir

fS)

I 4t

-5oip раэр

и

J

(е)

оп .

зяр

е i-, и1оп выходные частоты тактируемого D -триггера 7 и генератора 6

опорной частоты, .

;а также с учетом (1), уравнение (4) можно записать .в виде

(Г)

15) следует, что выходная частота тактируемого О -триггера 7 пропорциональна произведению входных напряжений и не зависит от постоянчой времени интегратора 5.

Благодаря введению новых элементов погрешность перемножения предложенного время-импульсного множительного устройства уменьшалась ориентировочно в 10 раз, а быстродействие повысилось примерно в 1,2 раза, по сравнению с известным устройством.

ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО содержащее соединенные йоследовательно ииротно-импульсный модулятор, вход которого является qepBbtM входом устройства, и амплитудно-импульсный модулятор, другой J вход которого соединен с вторым .входом устройства, а выход - с первым входом интегратора, генератор опорной частоты и ключ, отличающеес я тем, что, с целью уменьшения погрешности перемножения и повышения быстродействия, в него введены источник опорного напряжения, подключенный через ключ kвторому входу интегратора, и тактируемый- В триггер, информационный вход которого соединен с выходом интегратора, тактовый вход с выходом .генератора опорной частоты, а инверсный выход, являквцийся выходом устройства, - с управляющим входом ключа. (Л С ю о ел Од Кэ