УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК G06G7/164 

Устройство предназначено для перемножения двух входных величин, заданных в виде электрических напряжений, может быть использовано в электронных нелинейных моделирующих машинах, в специализированных вычислительных устройствах непрерывного действия, например корреляторах, и в вычислительных устройствах систем автоматического управления.

Известно, что произведение двух величин X и Y можно получить с помощью варисторов, имеющих близкие к квадратичным вольтамперные характеристики, используя следующее соотнощение:

{ + у У / -у у ....

I 1 Иг1/

V 2 у V 2 у

Известные устройства для умножения, содержащие входные регистры, подключенные к квадратирующим элементам, и коммутирующие диоды, рассчитаны на использование приведенной зависимости.

Напряжения f/x и Uy, пропорциональные X и У, поступают на инвертирующие усилители, на выходе которых создаются напряжения t/x и Uv. Затем напряжения обоих знаков, пропорциональные сомножителям, через суммирующие сопротивления и коммутирующие диоды подаются на варисторы и далее на суммирующий операционный усилитель.

Вследствие квадратичной вольтамперной характеристики скорректированного варистора при суммировании получают квадрат суммы и квадрат разности перемножаемых величин. Коммутирующие диоды включены таким образом, что квадраты всегда имеют противоположные знаки - знак произведения, получающегося по приведенной формуле, соответствует знакам сомножителей.

Таким образом, в данном случае принципиально необходимо наличие напряжений, противоположных по знаку перемножаемым. Если такие системы отсутствуют, множительное устройство на варисторах должно содержать три операционных усилителя. Кроме того, если требуется с целью коррекции характеристики варистора ввести параллельно ему цепь с отрицательной проводимостью, необходим одни инвертирующий усилитель, который

ставят в параллельной варнстору цепи. Наличие двух или трех инвертирующих операционных усилителей является существенным недостатком множительных устройств на варисторах, так как усилители достаточно сложны и обладают дрейфом нуля, что снижает точность перемножения величин X и .У.

входными обмотками, встречное включение которых позволяет выполнять операцию вычитания входных сигналов.

Для получения квадратов перемножаемых величин и их суммы применены три варистора с корректирующими резисторами, причем каждый варистор работает на обеих ветвях своей характеристики. Для правильной работы устройства при любом знаке перемножаемых сигналов применена коммутирующая схема на шести диодах.

Инвертирующую входную обмотку предлагается в случае необходимости использовать также для получения отрицательной проводимости параллельной корректирующей цепи.

На фиг. 1 /показана принципиальная схема предлагаемого устройства с тремя варисторами, работающими на обеих ветвях характеристик; на фиг. 2 - схема параллельной коррекции характеристики варистора.

Устройство содержит суммирующие резисторы /-7, варисторы 8-10 с корректирующими резисторами //-13, коммутирующие диоды 14-19 и магнитно-электронный усилитель 20 с обмотками 21 и 22.

При подаче на входные клеммы устройства напряжений, пропорциональных сомножителям,, в цеии варистора 8 протекает ток, пропорциональный (.У), причем направление тока соответствует знаку суммы (). При знаке ток течет через диод 14 и обмотку 21 и создает на выходе усилителя 20 сигнал, пропорциональный + (. Если же (Х+У) имеет знак «-, ток течет через диод 17 и обмотку 22, встречно включенную по отношению к обмотке 21, создавая и в этом случае на выходе усилителя сигнал, пропорциональный (. Через варисторы 9 и 0протекают токи, пропорциональные соответственно Х и Р. Направление их определяется знаками X VI Y. Если X имеет знак «+, ток течет через диод 18 и инвертирующую входную обмотку 22, а если «-, то через диод /5 и входную обмотку 21. Таким образом, при любом знаке X на выходе усилителя появляется

сигнал, пропорциональный - J. Аналогично сигнал У по цепи варистора 10 создает на выходе усилителя сигнал, пропорциональный - Y. В результате суммарный сигнал на выходе

усилителя +(X+Y) пропорционален произведению с учетом знаков.

В зависимости от характеристики варистора и масщтабов перемножаемых величин может возникнуть необходимость в повороте вольтамперной характеристики цепи по часовой стрелке для приближения ее к квадратичной. Для этого обычно вводят параллельную варистору цепь, в которую включают инвертирующий усилитель, что значительно усложняет

устройство. Наличие же у суммирующего усилителя инвертирующей обмотки позволяет сравнительно легко выполнить указанную коррекцию. На фиг. 2 приведена схема коррекции. Параллельно варистору 8 и последовательно корректирующему резистору 11, подключенным ко входной обмотке 21, включен резистор 23, одним концом соединенный с варистором, а другим - с инвертирующей обмоткой

суммирующего усилителя. В результате этого ток, протекающий через резистор 23 создает корректирующий сигнал, противоположный по знаку основному, что эквивалентно повороту суммарной характеристики по часовой стрелке.

Предмет изобретения

Устройство для умножения, содержащее входные резисторы, подключенные к квадратирующим элементам, коммутирующие диоды и операционный магнито-электронный усилитель с суммирующей и инвертирующей обмотками, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем квадратирующие элементы выполнены в виде трех варисторов, входы которых подключены ко входным резисторам, а выходы через коммутирующие диоды - к суммирующей и инвертирующей обмоткам усилителя.

Риг.2