Способ четырехквадратного перемножения аналоговых сигналов и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G06G7/161 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Целью изобретения является повы- шение точности перемножения при малых значениях сигналов-сомножителей.

На 4иг. 1 изображена функциональная схема устройства для осуществления способа четырехквадрантного пере множения аналоговых сигналов; на фиг, 2 - временные диаграммы сигналов.

На фиг о 1 обозначены коммутатор 1, фильтр 2, схема 3 сравнения, до- полнительная схема 4 сравнения, генератор 5 периодического треугольного напряжения, фазоинвертор 6, шина 7 нулевого потенциала, вход 8 первого сигнада-сомножителя, вход 9 вто- рого сигнала-сомножителя, выход 10.

Способ четьфехкнадрантного перемножения аналоговых сигналов состоит в следунидем.

Формируют периодическое биполярлр напряжение треугольной формы (фиг .2А) сравнивают пер;вый сигнал-сомножитель (фиг. 2q) с периодическим биполярным напряжением треугольной формы, формируют результат сравнения в виде широтно-модулированной импульсной последовательности (фиг. 2), сравнивают периодическое биполярное напряжение треугольной формы (фиг. 2) с нулевым уровнем, формируют резуль- тат сравнения в виде дополнительной импульсной последовательности (фиг. 2г), синфазной широтно-модули- рованйой импульсной последовательности (фиг. 2), формируют импульсы в течение интервалов времени, соответствующих несовпадению во времени импульсов широтно-модулированной и дополнительной импульсных последовательностей (фиг. 2 ), полученные им- пульсы модулируют по амплитуде вторым сигналом-сомножителем и усредняют полученную амплитудно-модулирован ную импульсную последовательность,

полярность импульсов в которой ЗаВИ-

сит от величины скважности импульсов широтно-модулированной импульсной последовательности.

Устройство для осуществления спо- соба четырехквадрантного перемножени

аналоговых сигналов работает следую- ищм образом.

Генератор 5 периодического треугольного напряжения формирует сиг192

нал (фиг. ), который поступает на входы схем 3 и 4 сравнения. Первый сигнал-сомножитель (фиг. 2а,ft ) с входа 8 сравнивается в дополнительной схеме 4 сравнения и на ее выходе формируется сигнал прямоугольной формы с широтно-импульсной модуляцией (фиг. 2д,е ). Одновременно выходной сигнал генератора 5 периодического треугольного напряжения сравнивается схемой 3 сравнения с нулевым уровнем На выходе схемы 3 сравнения формируется сигнал типа Меандр (фиг. 2г), синфазный выходному сигналу дополнительной схемы 4 сравнения (фиг.2,в ) со скважностью импульсов, равной двум

Относительная продолжительность выходного сигнала дополнительной схе- яI 4 сравнения пропорциональна величине первого сигнала-сомножителя с входа 8. Если первый сигнал-сомножитель положительный (фиг. 2а), то относительная продолжительность меньше 0,5, если - отрицательный (фиг. 26), то - (5ольше 0,5.

Коммутатор 1 в зависимости от значений сигналов на его управляющих входах подключает на вход фильтра 2 один.из сигналов, подводимых к его информационным входам. Состоянию 00 (т.е. отсутствию сигналов на управ- входах) соответствует нулевое значение сигнала на выходе коммутатора 1.

Состоянию 11 на управляющих входах также соответствуе нулевое значение на выходе коммутатора 1. Состояниям 01 и 10 на управляющих входах соответствуют значения сигналов на выходе коммутатора 1, равные сигналу на входе 9 и сигналу на выходе фазоинвертора 6, т.е. в коммутаторе 1 осуществляется выявление моментов несовпадения выходных.сигналов схем 3 и 4 сравнения.

Если первый сигнал-сомножитель с входа 8 положительный (фиг. 2а), то на управлякнцих входах коммутатора 1, кроме состояний 00 и 11, возможно появление состояния 10. При этом на фильтр 2 проходит инвертированные сигнал второго сомножителя. На вьпсоде фильтра 2 амплитуда сигнала пропорциональна сигналу с входа 9, а длительность - сигналу с входа 8. На выходе фильтра 2 постоянная составляющая пропорциональна произведению сигналов-сомножителей. Если

31231

первый сигнал-сомножитель меняет знак (фиго 26), то соответственно изменяется и знак сигнала на выходе коммутатора 1.

Вместо треугольного напряжения г может быть использовано напряжение пилообразной формы.

Формула изобретения

1. Способ четырехквадрантного перемножения аналоговых сигналов, основанный на формировании пшротно-мо- дулированной импульсной, последовательности, скважность импульсов в которой обратно пропорциональна амплитуде первого сигнала-сомножителя, путем сравнения его с .периодическим биполярным напряжением треугольной формы, формировании разнополярной амплитудно-модулированной импульсной последовательности, амплитуда импульсов в которой пропорциональ-

на амплитуде второго сигнала-сомножителя, .а полярность зависит от скваж- кости импульсов широтно-модулирован- ной импульсной последовательности, и усреднении разнополярной амплитудно- модулированной импульсной последовательности, отличающийся тем, что с целью повьшения точности перемножения при малых значениях сигналов-сомножителей, формируют дополнительную импульсную последовательность, импульсы которой синфазны с импульсами широтно-модулированной импульсной последовательности, а их скважность постоянна и равна двум, путем сравнения упомянутого периодического биполярного напряжения тре

8

4

г

10

15 20

5

5

5194

угольной формы с нулевым, уровнем, а импульсы в разнополярной амплитудно- модулированной импульсной последовательности формируют в течение интервалов времени, соответствующих несовпадение во времени импульсов широтно-модулированной и дополнительной импульсных последовательностей. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее генератор периодическогср треугольного напряжения, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, выход которой соединен с первым управляющим входом коммутатора, выход которого подключен к входу фильтра выход которого является выходом устройства, фазоинвертор, вход которого является входом первого сигнала-сомножителя и соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом фазоинвертора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности перемножения при малых значениях сигналов-сомножителей, в него введена дополнительная схема сравнения, первый вход которой соединен с выходом генератора периодического треугольного напряжения, второй вход дополнительной схемы сравнения является входом второго сигнала-сомножителя, выход дополнительной схемы сравнения подключен к второму управляющему входу коммутатора, третий и четвертый инг формационные входы коммутатора соединены с шиной нулевого потенциала, второй вход схемы сравнения подключен к шине нулевого потенциала.

АО AI

Х7 У2 ХЗ Х410

f

Г

tpuf.Z

Редактор М.Келемеш

Составитель О.Отраднов

Техред Л.Олейник Корректор Г.Решетник

Заказ 2653/53 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повьппение точности перемножения при малых величинах сигналов-сомножителей. Сущность способа состоит в формировании широтно-импульсного сигнала, относительная продолжительность которого пропорциональна пер вому сигналу-сомножителю, логическом суммировании широтно-импульсного сигнала с опорным синфазным сигналом типа меандр и амплитудной модуляции суммарного сигнала вторым сигналом-сомножителем. В устройстве для осуществления способа происходит формирование широтно-импульсного сигнала путем сравнения первого сигнала-сомножителя с периодическим биполярным сигналом треугольной формы, формирование синфазного сигнала меандр путем сравнения треугольного сигнала с нулевым уровнем, суммировании в коммутаторе полученных прямоугольных сигналов и их амплитудной . модуляции, вьщеление среднего значения путем фильтрации, которое пропорционально произведению сигналов- сомножителей. 2 с.п.ф. 2 ил. § (/) кэ 00 :д со