Устройство для деления аналоговых сигналов Советский патент 1990 года по МПК G06G7/16 

ел ел

о

СЛ

00

00

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности получения результата деления в виде сигнала переменного тока.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для деления аналоговых сигналов содержит сумматоры , инверторы 4 и 5, электронные пере- ключатели 6 и 7, квадратор 8, избирательный фильтр 9, фазочувствителъ- ный выпрямитель 10, генератор 11 тактовых импульсов, вход 12 сигнала- делимого, вход 13 сигнала-делителя, | выход 14 сигнала переменного тока и выход 15 сигнала постоянного тока.

Устройство для деления аналоговых 1 сигналов работает следующим образом.

На вход 12 поступает аналоговый сигнал, уровень X которого пропорционален делимому, а на вход 13 - аналоговый сигнал, уровень У которого пропорционален делителю.

Генератор 11 формирует прямо- угольный периодический сигнал с час- тогой ffl и скважностью, равной двум. Амплитуда этого сигнала достаточна для срабатывания переключателей 6 и 7. Сигнал с выхода генератора 11 поступает на управляющие входы переключателей б и 7 выпрямителя 10. Переключатели 6 и 7 синхронно переключаются из положения, приведенного на чертеже, в противоположное, причем в указанных положениях они находятся одинаковые промежутки времени Т 1/2Ј0.

Пусть на выходе 15 сформирован аналоговый сигнал уровня Z, Этот сигнал пост чает на первый сигнальный вход переключателя 6 и на второй вход сумматора 1, на первый вход которого подается сигнал уровня X с входа 12. Коэффициенты передачи сумматора 2 по обоим входам равны 1, поэтому уровень сигнала на его выходе

11,-y-Z.

Сигнал с выхода сумматора 1 поступает непосредственно на первый и через инвертор 5 на второй сигнальные входы переключателя 7.

В промежутки времени, когда переключатели 6 и 7 находятся в положении, приведенном на чертеже, происходит следующее. На первый вход сумматора 2 через переключатель 6 поступает прокнвертированный инвертором 4 сигнал с выхода 15, а на второй - сигнал уровня У с входа 13. Коэффициенты передачи сумматора 2 по обоим входам равны 1, поэтому уровень сигнала на его выходе

IT v- 7

U л - J /-

Сигнал с выхода сумматора 2 поступает на вход квадратора 8, где возводится в квадрат.

Уровень сигнала на выходе квадратора 8

и )4 к,(у - z)1,

где К , - коэффициент передачи квадратора 8.

Сигнал с выхода квадратора 8 поступает на второй вход сумматора 3, на первый вход которого подается через переключатель 7 сигнал с выхода сумматора 1. На выходе сумматора 3 образуется сигнал, уровень которого

U3 KtU, + K3U g ) + + К.,К3(У - Z)2,

где К 2 и К3 - коэффициенты передачи сумматора 3 соответственно по первому и второму входам.

В промежутки времени, когда переключатели 6 и 7 находятся в положении, противоположном приведенному на чертеже, происходит следующее.

На первый вход сумматора 2 -через переключатель 6 поступает сигнал с выхода 15, поэтому уровни U и Uj сигналов на выходах соответственно сумматора 2 и квадратора 8 определяются как

U i У + Z;

и; К/У + Z)2 .

На первый вход сумматора 3 через переключатель 7 сигнал с выхода сумматора 1 поступает через инвертор 5, поэтому уровень сигнала на выходе сумматора 3

и -кги, + к3иЈ -к7(х + z) +

+ К, К, (У + Z)

Таким образом, сигнал на выходе сумматора 3 скачкообразно изменяется от уровня Uj до уровня Uj и обратно. При этом промежутки времени, в течение которых сигнал на выходе сумма51550538

ора 3 сохраняет уровни Uj и U , авны Т/2.или

Коэффициент Кj выбирается равным ,5, а коэффициенты К, и К3 - из услоия

К, К3 0,25,

оэтому перепад уровня сигнала на ыходе сумматора 3

й U, - ипэ 0,5(Z+X) + 10

0,25(y-Z)+0,5(X+Z)-0,25(y+Z)7 ли

и Z + X - YZ.(1)

Переменная составляющая сигнала выхода сумматора 3 представляет 15 обой сигнал типа меандр с частоой fc и амплитудой Ер авной:

F 1й-1- 2

(2)

зует кото сигн ходе туда указ

Фо

сигн перв перв рого дом перв соед ного кото сумм элек и вт соед выхо сумм нен пере импу к уп го ли цель за с чени нала ны т ный Филь ходо явля тока наль выпря выход ройст инвер динен импул тьего ствен входу соеди

Сигнал с выхода сумматора 3 поступает на вход фильтра 9, который

настроен на частоту f

На выходе

фильтра 9 образуется гармонический с частотой f. и амплитудой

сигнал Z

, определяемой равенством ,(3)

где К 4 - коэффициент передачи фильтра 9 на частоте fc , Этот сигнал в зависимости от знака перепада д находится в фазе или в противофазе с сигналом генератора 11. С выхода фильтра 9 этот сигнал поступает на выход 14 и на сигнальный вход выпрямителя 10. На выходе выпрямители 10 и на выходе 15 образуется аналоговый сигнал, уровень Z которого составляет:

z KSZ , (4)

где Кj - коэффициент передачи выпрямителя 10.

Знак сигнала на выходе выпрямителя 10 определяется полярностью сигналов на входах 12 и 13. Если эти сигналы имеют одинаковую полярность, то полярность сигнала на выходе 15 положительна, если же эти сигналы разнополярны, то полярность сигнала на выходе 15 отрицательна.

Решая уравнения (1)-(4) совместно можно записать:

(Z + X - YZ

2

)

fTK4K5 Коэффициенты К и К 5 из условия

К4 Ks tr/2, поэтому уравнение в виде

(5) мо

z + х - yz z

Z г.

X

г

Таким образом, на выходе 15 образуется аналоговый сигнал, уровень которого пропорционален отношению сигналов на входах 12 и 13, а на выходе 14 - переменный сигнал, амплитуда которого также пропорциональна указанному отношению.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Устройство для деления аналоговых сигналов, содержащее первый инвертор, первый электронный переключатель, первый и второй сигнальные входы которого соединены соответственно с входом и выходом первого инвертора, первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого электронного переключателя, квадратор, вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй инвертор, второй электронный переключатель, первый и второй сигнальные входы которого соединены соответственно с входом и выходом второго инвертора, второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом второго электронного переключателя, и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго электронных переключателей, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности получения результата деления в виде сигнала переменного тока, в него введены третий сумматор, фазочувствитель- ный выпрямитель и избирательный Фильтр, вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход является выходом сигнала переменного тока .устройства и подключен к сигнальному входу фазочувствительного выпрямителя, выход которого является выходом сигнала постоянного тока устройства и подключен к входу первого инвертора, а управляющий вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый и второй входы третьего сумматора подключены соответственно к входу сигнала-делимого и входу первого инвертора, а выход соединен с входом второго инвертора,

715505388

вторые входы первого и второго сум-входом сигнала-делителя и выходом

маторов. соединены соответственно сквадратора.

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Цель изобретения расширение области применения за счет обеспечения возможности получения результата деления в виде сигнала переменного тока. Устройство для деления аналоговых сигналов содержит сумматоры 1 - 3, инверторы 4 и 5, электронные переключатели 6 и 7, квадратор 8, избирательный фильтр 9, выпрямитель 10, генератор 11 тактовых импульсов, вход 12 сигнала-делимого, вход 13 сигнала-делителя, выход 14 сигнала переменного тока и выход 15 сигнала постоянного тока. На выходе 15 образуется аналоговый сигнал, уровень которого пропорционален отношению сигналов на входах 12 и 13, а на выходе 14 образуется переменный сигнал, амплитуда которого также пропорциональна указанному отношению. 1 ил.