Перемножающее устройство Советский патент 1985 года по МПК G06G7/161 

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. По основному авт.св. V 547782 из.вестно перемножающее устройство, содержащее соединенные последовательно первьй сумматор, первый интегратор, первый релей1Я)1й элемент, 1выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого является входом первого сигнала-сомножителя, соединенные последовательно второй сумматор, второй интегратор, амплитудный модулятор, второй релейный элемент, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход Которого является входом второго сигнала-сомножителя , выходы первого и второго релейных элементов подключены к входам элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход первого релейного элемента через фор мирователь импульса соединен с вторым входом амплитудного модулятора, выход элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ являет ся выходом устройства 03. Недостатком известного устройства является сравнительно узкая полоса пропускания. Целью изобретения являёт-ся расширение динамического диапазона входных сигналов при увеличенном числе сигналов-сомножителей. Цель достигается тем, что в перемножающее устройство, содержащее сое диненные последовательно первьй сумматор, первьй интегратор, первый релейный элемент, выход которого подключен к первому входу первого сумма . тора, второй вход которого является входом первого сигнала-сомножителя, соединенные последовательно второй сумматор, второй интегратор, амплитудный модулятор, второй релейный элемент, выход которого подключен к первому ВХОДУ второго сумматора, вто рой вход которого является входом второго сигнала-соиножителя, выходы первого и второго релейных элементов подключены к входам элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход первого релейного элемента через формирователь импульса соединен с вторым входом амплитудного модулятора, выход элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ является выходом устройства введены п дополнительных сумматоров, п дополнительных интегра торов, п дополнительных амплитудных модуляторов, п дополнительных релейных элементов, п дополнительных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ и п формирова телей импульса, причем первые входы дополнительных сумматоров являются входами дополнительных сигналов-сомножителей, выход j-ro дополнительного сумматора соединен с входом j-ro дополнительного интегратора, выход которого подключен к первому входу j-ro дополнительного a mлитyдного модулятора, выход которого подключен к входу j-ro дополнительного релейного элемента, выход которого соединен с первым входом j-ro дополнительного элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй вход которого соединен с входом j-ro дополнительного формирователя импульса, выход которого подключен к второму входу j-ro дополнительного амплитудного модулятора, выход j-ro дополнительного релейного элемента .соединен с вторьм входом j-ro дополнительного сумматора (где j l,2,...,n), выход элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключен к входу первого из п дополнительных формирователей импульса, выход последнего из п дополнительных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ яйляется выходом перемножакщего устройства, выход j-ro из п до- полнительных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключен к входу (j+1)-ro из п дополнительных формирователей импульса. На фиг.1 изображена функциональная схема предложенного перемножающего ус тройства j на фиг.2 - временньк диаграммы сигналов. На схеме обозначены первый и второй сумматоры 1 и 2, первый и второй интеграторы 3 и 4, первый и второй релейные элементы 5 и 6, формирователь 7 импульса, амплитудньй модулятор 8, элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 9, первый, j-й, (j+1)-й, п-й дополнительные сумматоры 10,, tOj, первый, j-й, ()-й, n-й дополнительные интеграторы 11, пepвый,j-й, j.)-й, 1--Й дополнительные формирователи 12,,12, 12|4, ,12 импульса, первьй, j-й, (j+15-й, п-й дополнительные амплитудные модуляторы 13,, 13;, 13j4i , 13„, перяьй, j-й, (jf1)-й, п-й дополнительные релейные элементы U,, 14, 14jv, , 14, первый, (JtO-й, п-й дополнительшё элементы РАВНОЗНАЧНОСТЬ 15:,, 15 р 15, входы 16 и 17 первого и второго сигналов-сомножителей, входы 18, 18, 18ju , 18 п дополнительных сигналов-сомножителей, выход 19, Перемножанядее устройство работает следукицим образом. Первый и второй релейные элементы 5 и 6 выполнены с неинвертирунщей петлей гистерезиса и симметричными относительно нулевого уровня порогами переключения ± В . Формирователь 7 импульса формирует импульсы стабильной амплитуды и малой длительности синхронно с мо юнтом вре;мени окончания периода импульсов на его входе. - Выходной сигнал амплитудного модулятора 8 имеет длительность, равну длительности импульсов на выходе фор мирователя 7 импульса, и амплитуду, пропорциональную уровню выходного сигнала второго интегратора 4. Знак сигнала на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 9 соответствует знаку произведения сигналов на его входах При нулевом уровне сигналасомнолштеля на входе 16 выходной сигнал первого интегратора 3 имеет форму симметричной пилы с амплитудой te , а сигнал на выходе первого релейного элемента 5 представляет собой биполярные импульсы типа меандр GO среднШ4 нулевым значением. Наличие сигнала на входе 16 приводит к изменению наклона пилообразного напряжения на выходе первого интеграто ра 3 В один из полупериодов автоколеба ний скорость нарастания пилообразного напряжения (фиг.2«) определяется разностью сигналов на входе первого сумматора t, а в другой полупериод суммой этих сигналов. В результате увеличивается период автоколебаний, постоянная составляющая на выходе пербого релейного элемента 5 достига ет уровня,,пропорционального величине сигнала на входе 16. Формирователь 7 га«пульса формируе импульс малой длительности (фиг,2 6 который в амплитудном MOAyjratope В подвергается амплитудной модуляции на уровне выходного сигнала второго интегратора 4 (г.2 б). Переклк че ние второго релейного элемента 6 осуществляется Короткн№1 импульсами (фиг.2 8), амплитуда KOTOI IX не менее его порогов переключения. В результате фронты сигнала (фиг.2) совпадают с моментами времени изменения знака импульсов (фиг.2о(), что повьшает точность ра боты. Для осуществления перемножения нескольких сигналов-сомножителей функционируют дополнительные широтно-частотно-импульсные модуляторы, образованные j-ым дополнительным сумматором 10J, дополнительными интегратором 11., формирователем 12: импульса, амплитудным модулятором 13; и релейным элементом 14 ;. Работа такого широтно-частотно-импульсного модулятора аналогична работе широтно-частотно-импульсного модулятора, образованного вторыми сумматором 2 и интегратором 4, амплитуднь1м модулятором 8, вторым релейным элементом 6 и формирователем 7 импульса. Синхронизация последующих широтно-частотно-импульсных модуляторов сигналами с выхода соответствующего элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 15 позволяет расширить полосу пропускания, так как частота импульсов на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 15. (фиг.2 г) является результатом наложения частот сигналов (фиг.2.01 и е. Это позволяет увеличить частоту импульсов на выходе фop в poвaтeля 12j импульса (фиг.2д). В результате увеличивается и частота автоколебаний (полоса пропускания) дополштельиых широтно-частотно-1 пульсных модуляторов, так как импульсы разрешения на переключение дополнительного релейного элемента 14- (фиг.2е) следуют с частотой, пропорциональной частоте выходных сигналов первого и второго релейных элементов 5 и 6. В отличие от известного устройства в предложенном синхронизация работы казвдого образованного широтночастотно-иихульсного модулятора (за исключением второго) происходит не в функции сигнала, отображающего величину предыдущего соьоюжителя, а в функиии сигнала, пропорционального произведению предыдущих сигналов-сомножителей. Это позволяет увеличить частоту автоколебаний последующих модуляторов, т.е. расширить полосу пропускания перемножающего устройства. S Таким образ 1, предложенное перемножающее устройство по сравнению с известным обладает более широким ди11519956намическим диапазоном входных сигна лов при увеличенном числе сигналовсомножителей.

а Q -в

III

б о

Xl

ПЕРЕМНОЖАВДЕЕ УСТРОЙСТВО по авт.св. № 547782, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона входных сигналов при увеличенном числе сигналов-сомножителей, в него введены п дополнительных сумматоров, п дополнительных интеграторов, п дополнительных амплитудных модуляторов, п дополнительных релейных элементов, п дополнительных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ и п фор «нрователей импульса, причем первые входы дополнительных сумматоров являются входами дополнительных сигналов-сомножителей, выход j-ro дополнительного сумматора соединен с входом j-ro дополнительного интегратора, выход которого подключен к первому входу j-ro дополнительного амплитудного модулятора, выход которого подключен к входу j-ro дополнительного релейного элемента, выход которого соединен с первым входом j-ro допол.нительного элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй вход которого соединен с входом j-ro дополнительного формирователя Импульса, выход которого подключен к второму - входу J-го дополнительного амплитудного модулятора, выход j-ro дополнительного релейного элемента соединен с вторым входом j-ro дополнительного сумматора (где , сл 2,...,п), выход элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключен к входу первого из п дополнительнь х формирователей импульса, выход последнего из п дополнительных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ является выходом перемножакщего устройства, выход j-ro из п дополниел тельных элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключен к входу (j+1)-ro из п дополсо нительных формирователей импульса. со СП

I I I

-в

иг.2