МНОЖИТЕЛЬНб-ДЁЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1973 года по МПК G06G7/161 

Изобретение относится К области вычислительной техники и может быть использовано Ё информационно-измерительных устройствах, системах автоматического регулирования и т. д., работающих на несущей, частоте.

Известно электронное устройство для получения произведения или отнощения сигналов на переменном токе, содержащее компараторы, интегратор и амплитудный модулятор.

Однако при использовании такого устройства необходимо сдвигать по фазе один из входных сигналов относительно другого входного сигнала и опорного напряжения на постоянный угол. Кроме того, это устройство не способно работать с входными; сигналами переменного тока прямоугольной формы.

Цель изобретения-.получение выходного напряжения несущей частоты, огибающая которого Пропорциопальна отнощению или произведению огибающих в-ходных сигналов переменного тока прямоугольной формы без дополнительных фазосдвигающих устройств.

Это достигается при помощи множительноделительного устройства, состоящего из осHOBHOifo импульсного делителя напрял ений с двухтактным ключевым фильтром, на который подается один из входных сигналов переменного тока (нанример, делимое), и электронной схемы ийпульсиого. ура вновещивания, вырабатывающей импульсы, управляю2

Щие работой ключей импульсных Делителей напряжений (основного и вспомогательного), длительность которых прямо или обратно пропорциональна огибающей другого входного сигнала, например, делителя, подключаемого на вход замкнутого контура импульсного следящего уравповещивания.

Такое выполнение множительно-делительного устройства обеспечивает достижение выСО.КОЙ точности операций умножения и деления сигналов перемепного тока прямоугольной формы в диапазоне от нескольких милливольт до нескольких вольт.

На чертеже представлена схема электронного множительно-делительного устройств; переменного тока.

Множительно-делительное устройство переменного тока содержит подключенный к входному сигналу t/BXi имп льсный делитель / напряжений с двухта;ктным ключевым фильтром (основной ИДИ), включающий в себя транзисторные ключи 2-5, резисторы 5 и 7 и интегрирующие .конденсаторы 5 и Р, а также подсоединенный к входному (t/вх,) и опорному (Уоп) сигналам замкнутый контур 10 импульсного следящего уравновещивани.я, состоящий в свою очередь из последовательно соединенных импульсного делителя // напряжений с двухтактным ключевым фильтром (ИДИ), аналогичного ИДИ7, блока 12 сравнения, усилителя 13 переменного тока, нульоргана 14, подключенного к генератору 15 пилообразного на пряжения и к ИДИ / и 11. Причем входной сигнал Ьвх, может быть как в фазе, так и в протиеофазе со вторым сигналом t/Bx, В схему миожительно-делительного устройства входит бло-к 16 синхронизации, подсоединенный своим входом к напряжению не1суШ:ей частоты (t/н), а выходами - к ИДИ / и 11, блоку 12 сравнения, нуль-органу 14 и генератору 15 пилообразного напряжения. Блох синхрОНизацИИ вырабатывает стабилизированное по амплитуде опорное f/on и коммутирующее (t/к) напряжение несущей частоты /н, а также синхронизирующие импульсы (t/c) с частотой fc 2/H. В качестве делителя входных сигналов 7вх и f/Bx, устройство работает следующим образом. Транзисторные «лючи. 2 w. 3 ИДН 1 коммутируются в противофазе управляющими импульсами (/у переменной скважностью -г- , вырабатываемыми контуром 10 импульсного следящего уравновещивания с частотой следования . Ключ 2 замыкается на время т, при этом ключ 5 разомкнут, затем ключ 3 замыкается на время Ту-т, ключ 2 разомкнут. Транзисторные ключи 4 к 5 фильтра ИДН / коммутируются в противофазе напряжением t/K, вырабатываемым блоком 16 с частотой несущей, подключая к выходу 17 попеременно конденсаторы 8 и 9. При Подаче на вход ИДН 1 переменного напряжения прямоугольной формы t/BXi с частотой /н, на резисторе 7 при помощи ключей 2 и 3 выделяются разнополярные импульсы напряжения Ui, длительность которых равна длительности управляющих импульсов т, а амплитуда пропорциональна амплитуде .напряжения i/вх, Работа ключей 2-5 синхронизирована таким образом, что при положительном импульсе на резисторе 7 замкнут, например, ключ 5 и конденсатор 9 подключен к резистору 7 и выходу 17, а при отрицательном импульсе замкнут ключ 4 и конденсатор 8 подсоединен к резистору 7 и выходу 17. При этом на один такт работы ключей 4 и 5 гориходятся два такта работы 1ключей 2 и 5. Таким образом, на конденсатор 9 все /время поступают импульсы положительной полярности, а на конденсатор 8--отрицательнОй. Так как к выходу устройства конденсаторы 8 и 9 подключаются поочередно, то выходной сигнал С/вых представляет собой напряжение переменного тока прямоугольной формы, амплитуда которого равна среднему значению напряжения на конденсаторах 8 и 5 за половину периода несущей частоты, т. е. оно пропорционально амплитуде f/Bx, и длительности управляющих импульсов вых где /Ci Const, коэффициент передачи ИДН/; Г - период сигнала несущей частоты. Если т пропорциональна величине Ьвх, , то устройство реализует операцию умнол ения Uex на УВХ,- Если т обратно пропорционально 6вх., то устройство реализует операцию деления LBXI на t/вх,. Управляющие импульсы длительности t вырабатываются контуром 10 импульсного следящего уравновещивания, который функционирует следующим образом. Из напряжения f/Bx., подаваемого на вход 18, при помощи ИДН 11, работающего аналогично ИДН 1, вырабатываются разнополярные импульсы напряжения t/i, длительность которых равна длительности управляющих импульсов г, а амплитуда пропорциональна амплитуде напряжения /вхг из которых ключевой фильтр формирует напряжение несущей частоты с амплитудой, равной где /(2 Const, коэффициент передачи ИДН 11; Т - период сигнала несущей частоты. Это напряжение поступает на блок 12 сравнения, 1вырабатывающий напряжение несущей частоты, амплитуда которого пропорциональна разности напряжений V и (/оп, т. е. ш и,- и. Напряжение А{7 усиливается усилителем IS переменного тока, и сигнал ощибки (t/o) подается на один из входов нуль-органа 14, на другой вход которого поступает линейно-падающее напряжение с генератора 15 пилообразных напряжений с частотой, равной частоте несущего сигнала. В момент равенства f/n с t/o нуль-орган вырабатывает управляющий Импульс /7у длительностью т, определяемой временем, прощедшим от начала импульса линейно-падающего напряжения t/n до момента сравнения его с напряжением UQ, пропорциональным входному напряжению вх Так как коэффициент усиления усилителя много больще 1, то в установивщемся режиме , и длительность управляющих импульсов определяется из уравнения (2) г/2 оп К, и. Подставляя т из уравнения (4) в выражение (1). получаем зависимость выходного напряжения устройства от входных сигналов иш к-и. где /С - Const (обычно ). AJ Таким образом, если амплитуда t/on неизменна, то устройство реализует операцию деления t/вх, на t/вх,. Если поменять местами BXi и Uon, т. е. подключить t/on на вход 18, а f/Bx, -на вход 19, то устройство реализует операцию умножения бвх, на f/ax Если огибающая всех трех напряжений t/sxi, вх, и t/on изменяется, то устройство реализует операцию деле11ия двух сигналов с одновременным множением на третий сигнал.

Предмет изобретения

Множительно-делительное устройство, содержащее нуль-орган, выход которого подключен к управляющим входам двух импульсных делителей напряжения с фильтрами, генератор пилообразного напряжения, подключенный к нуль-органу, блок сравнения, соединенный с выходом одного из импульсных делителей напряжения, и усилитель переменного тока, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и быстродействия устройства, в нем каждый фильтр выполнен в виде параллельных цепочек из последовательно соединенных конденсатора и ключа, управляющий вход которого подключен ,к блоку синхронизации, соедииенному с генератором пилообразного напряжения, а выход блока сравнения подключен к входу нуль-органа через усилитель переменного то«а.

II ,

. 7Л

«В)Л