Перемножитель низкочастотных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G06G7/16 

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналого вых вычислительных машинах. Известен перемножитель, содержащий широтно-импульсный и амплитуд но-импульсный модулятор и фильтр нижних частот Л .. Устройство характеризуется значи тельной погрешностью перемножения. Наиболее близким к предложенному является перемножитель низкочастотных сигналов, содержащий формирователь суммы и разности сигналов-сомножителей, выходы которого подключены к входам первого и второго квадраторов, выходы первого и второ го квадраторов подключены к входам блока вычитания, выход которого является выходом перемножителя Zj . Недостатками известного устройства являются невысокая точность в работе и низкая чувствительность, обусловленная неидентичностью квадраторов. Цель изобретения - повышение точ ности и чувствительности. Для достижения цели в перемножи- тель низкочастотных сигналов, содер жащий формирователь суммы и разности сигналов-сомножителей, входы которого являются .первым и вторым входами перемножителя, первый и вто рой квадраторы, выходы которых подключены к входам блока вычитания, введены два переключателя, синхронный детектор, фильтр нижних частот и генератор коммутирующего напряжения, причем первый вход первого и второй вход второго переключателей подключены.к первому выходу формирователя суммы и разности сигналовсомножителей, второй выход которого соединен с вторым входом первого и с первым входом второго переключателей, выходы первого и второго переключателей подключены к входам соответственно первого и второго квадраторов, вькод блока вычитания через синхронный детектор подключен к входу фильтра нижних частот, выхо которого является выходом перемножи теля, выход генератора коммутирующе го напряжения соединен с управляющими входами синхронного детектора и первого и второго переключателей. На чертеже показана функциональная схема перемножителя низкочастот ных сигналов. Схема содержит формирователь 1 суммы и разности сигналов-сомножителей, первый 2 и второй 3 переключатели, первый 4 и второй 5 квадраторы, блок 6 вычитания, синхронный детектор 7, фильтр 8 нижних частот, генератор 9 коммутирующего напряжения, первый 10 и второй 11 входы и выход 12 перемножителя. Перемножитель низкочастотных сигналов работает следующим образом. Сигналы-сомножители поступают на первьй 10 и второй 11 входы. На выходах формирователя 1 суммы и разности сигналов-сомножителей образуются напряжения: одно - равное с;умме, и другое - равное разности сигналов-сомножителей. Напряжения суммы и разности поочередно и периодически с частотой коммутации поступают через первый 2 и второй 3 переключатели на входы первого 4 и второго 5 квадраторов. Причем в один из полупериодов коммутации напряжение суммы через первый переключатель 2 поступает на вход первого квадратора 4, а напряжение разности через второй переключатель 3 - на вход второго квадратора 5, в другой полупериод коммутации напряжение суммы через второй переключатель 3 поступает на вход квадратора 5, а напряжение разности через первый переключатель 2 - на вход первого квадратора 4. Выходные напряжения первого 4 и второго 5 квадраторов вычитаются а блоке 6 вычитания, затем полученная разность детектируется синхронным детектором 7, работающим синхронно с первым 2 и вторым. 3 переключателями, и поступает на: фильтр 8 нижних частот, на выходе которого образуется произведение сигналов-сомножителей. Напряжение на выходе синхронного детектора 7 равно D U,(tb4kU,it)M b2k&k-U U-U2a)-K.(t)-6 neVvi9t, и ) напряжения сиггденалов-сомножителей на первом 10 и втором 11 входах, коэффициент передачи квадратора. SK - относительная ошибка квадратора;S2 - частота коммутации. В выражении (1) кроме произведения сигналов-сомножихелей содержится составляющая аддитивной погрешности, определяемая третьим членом. Частотный спектр этой составляющей перенесен на гармоники частоты комму-ации, что позволяет при определенном выборе этой частоты с помощью фильтрации существенно уменьшить аддитивную погрешность. В качестве примера рассмотрим произведение двух синусоидальных сигналов одной частоты. Исключив в-вьфажении (1) второй член, определяющий мультипликативную погрешность, получим на выходе синхронного детектора 7 напряжение. ,(c,-t 2Vco5(Zcot t,-(|,(2) .XSK uVu2-ll,cos2(,V4cos5((ol fCj, ,, где U;( и U - амплитуды сигналовсомножителей , О) и ср„ - начальная фазы сигналовсомножителей. Из выражения (2) следует, что частотный спектр произведения лежит в диапазоне частот от О до 2й), в котором фильтр 8 нижних частот не должен вносить существенных искажений. Это требует увеличения частоты коммутации. Что в результате приводит к значительному уменьщению аддитивной погрешности. Таким образом, по сравнению с известным устройством предложенньй перемножитель низкочастотньк сигналов обладает более высокими точностью в работе и чувствительностью.

ПЕРБМНОЖИТЕЛЬ НИЗКОЧАСТОТ НЫХ СИгаАЛОВ, содержащий формирователь суммы и разности сигналов-сомножителей, входы которого являются первым и вторым входами перемножите ля, первый и второй квадраторы, выходы которых подключены к входам блока вычитания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, в него введены два переключателя, синхронный детектор, фильтр нижних частот и генератор коммутирующего напряжения, причем первьй вход первого и второй вход второго переключателей подключены к первому выходу формирователя суммы и разности сигналовсомножителей, второй выход которого соединен с вторым входом первого и с первым входом второго переключaтeлeй выходы первого и второго переключателей подключены к входам соответственно первого и второго квадраторов, выход блока вычитания через синхронный детектор подключен к входу фильтра нижних частот, выход которого является выходом перемножителя, выход генератора коммутирующего напряжения соединен с управляющими входами синхронного детектора и первого и второго переключателей.