Множительно-суммирующее устройство Советский патент 1984 года по МПК G06G7/14 G06G7/161 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в электронно-вычис лительных системах и системах дискретной автоматики. Известно устройство суммирования, состоящее из двух логических элементов,- которые выполнены на миниатюрных вакуумных СВЧ приборах типа отражательного -клистрона с электронным гис терезисом, в:ходы резонаторов входных приборов соединены с отражателями выходных приборов и шиной пита1щя, а через общее сопротивление - с второй шиной питания, отражатели входных приборов соединены меяоду собой и с третьей шиной питания, все отражатели соединены конденсаторами с шиной источника модулирующего напряжения, а резонаторы выходных приборов своим выходами соединены с шинами суммы и переноса Li 3. Это устройство характеризуется недостаточным быстродействием и огра ниченными функциональными возможностями. Наиболее близким к предлагаемому является множительно-суммирующее уст ройство, содержащее последовательно включенные генератор импульсов и три генератора с экспоненциальнолинейными участками в характеристике переходного процесса, вьшолненные в виде СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса и подключенные через элементы сравнения и ключи к преобразователю импульсного сигнала в непрерывный J2 . Недостатком известного устройства является относительная сложность. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в множительно-суммирующем устройстве, содержащем первый, второй и третий генераторы с экспоненци апьным и линейным участками харакгеристики переходного процесса, выполненные соответственно в виде первого второго и третьего СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса, отражатель и катоды которых подключены соответственно к шинам отрицательног и положительного питающих напряжений и источник запирающего сигнала, первые входы резонаторов первого и второго СВЧ приборов с петлей электронного Гистерезиса являются соответственно входами устройства, первый вы16 ход резонатора первого и выход резонатора второго СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса соединены соответственно с вторым входом резонатора второго и с входом резонатора третьего СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса, первый выход резонатора третьего СВЧ прибора с петлей электронного гистерезиса является выходом устройства, вторые выходы резонаторов первого и третьего СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса подключены к источнику запирающего сигнала. На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства на фиг.2 и 3 - использование временных характеристик переходных процессов для выполнения арифметических операций суммирования (фиг.2) и умножения (фиг.З) на фиг.4 - процесс установления колебаний в СВЧ приборе с петлей электронного гистерезиса. Устройство суммирования (умножения) содержит входы 1 и 2, подключенные к входам резонаторов СВЧ приборов 3 и 4 с петлей электронного гистерезиса, выход резонатора СВЧ прибора 5 с петлей электронного гистерезиса является выходом 6 устройства, отражатели 7, 8 и 9 СВЧ приборов 3, 4 и 5 с петлей электронного гистерезиса подключены к шине 10 отрицательного пи1ающего напряж.ения, вторые выходы 11 и 12 резонаторов СВЧ приборов 3 и 5 с петлей электронного гистерезиса подключены к источнику запирающего СВЧ сигнала 13, катоды 14, 15 и 16 СВЧ приборов 3,4 и 5 с петлей электронного гистерезиса подсоединены к шине 17 положительного питающего напряжения. Первыми вькодами резонаторов СВЧ приборов 3 и 4 являются выходы 18 и 19, вторым входом .СВЧ прибора 4 - вход 20. Устройство работает следующим образом. После снятия запирающего сигнала Б СВЧ приборе 3 с петлей электронного гистерезиса - первое суммируемое (множитель) и СВЧ прибора 5 с петлей электронного гистерезиса - сумма (произведение) начинается нарастание колебаний, когда первое суммируемое (множитель) достигает заданной величины, напряжение отражателя 8 на втором СВЧ приборе 4 с петлей электрой- ного гистерезиса входит в зону генерации (или область электронного гис3 , Терезиса) и допускает начало наращивания колебаний в СВЧ приборе 4 с петлей электронного гистерезиса. Ког да сигнал СВЧ прибора 4 с петлей электронного гистерезиса достигает за данной величины, напряжение отражате ля 9 на СВЧ приборе 5 с петлей электронного гистерезиса - сумма (произведение) выходит из зоны генерации, наращивание колебаний в СВЧ приборе 5 с петлей электронного гистерезиса прекращается. Суммирование осуществляется в соответствии с соот ношением , , где t,t.,t - отрезки времени, прямо пропорциональные первому слагаемому и , второму слагаемому 1)2 и сумме U соответственно а, k - постоянные коэффициенты, равные в частном случае единице. Суммирование предполагает, следовательно, в соответствии с соотношениями (1) линейное изменение во t величин, моделивремени t рующих U,U2,U. Умножение производится в соответствии с соотнощениями . . 0° . loii.. , Ui-Uj U , где t,t ,t - отрезки времени, в которых по экспоненциаль ному закону изменяются первый множитель Ц , второй множитель и и произведение U; а, k - постоянные коэффициенты, равные в частном случае единице. 64 Умножение осуществляется при соблюдении условия изменения во време ни t. . t . t , V,, величин, моделирующих и,,и,и по экспоненте. Из системы соотношений (2) следует, что при умножении удобно пользоваться индикаторами, отмечаюпщми изменения во времени величин, моделирующих и,и.,и в логарифмическом масштабе. lnU at+lnk, In Ц +lnU,j , (3) InU +1пи2 1пи аЦ +atj at+lnk, т.е. имеем прямо пропорциональное изменение In U , In Uj , In и при изменении времени Ц, tj, t, что упрощает расчет величин U , 1)2 , U. Изменение мощности Р, моделирующей величины и, в процессе ее нарастания сопровождается переходом прибора из режима отсутствие генерации в режим генерации, что происходит в соответствии с кривой (фиг.4), Вначале изменение происходит в зависимости от времени t по экспоненте (фиг.4, участок I), затем закон изменения приближается к линейному (участок II) и, наконец, нарастание I заметно- уменьшается и стремится к постоянной величине P,yff в установившемся режиме генерации. Используя закон нарастания мощности Р на участах Г и И, можно производить умножение (участок I), суммирование (участок II), контролировать переход из режима умножения. По сравнению с прототипом в предлагаемом устройстве не требуется применения логических элементов, ключей и генератора, чем и обеспечивается упрощение устройства.

иг.2

УроВень мощности (таноёиВшегосй р&кима

Руст

г.

МНОЖИТЕЛЬНО-СУММИРУЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый, второй и третий генераторы с экспоненциальным и линейным участками характеристики переходного процесса, выполненные соответственно в виде первого, второго и третьего СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса, отражатель и катоды которых, подключены соответственно к 1иинам отрицательного и положительного питающих напряжений, и источник запирающего сигнала, отличаю щ е е с я тем,что, сцелью упрощения устройства, в нем первые входы резонаторов .первого и второго СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса являются соответствующими входами устройства, первый выход резонатора первого и выход резонатора второго СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса соединены соответственно с вторым входом резонатора второго и с входом резона-тора третьего .СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса, первый выс ход резонатора третьего СВЧ прибора € с петлей электронного гистерезиса является выходом устройства, вторые выходы резонаторов первого и третьего СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса подключены к источнику запирающего сигнала.