УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ СИГНАЛОВ Советский патент 1973 года по МПК G06G7/164 

1

Предлагаемое устройство относится к аналоговым вычислительным устройствам.

Известны аналоговые множительные устройства непрямого действия с двумя квадратичными функциональными преобразователями, с блоками сложения и вычитания, обеспечивающие операцию умножения по алгоритму

г х-у (х + уГ-(х-уГ

Однако множительные схемы с двумя квадраторами, осуществляюпдими кусочную аппроксимацию, требуют идентичности квадратичных характеристик обоих каналов. Выполнение этого требования приводит к усложнению изготовления и наладки устройства в целом, а невыполнение - к понижению точности.

Предлагаемое аналоговое множительное устройство, основанное на реализации такой же зависимости, однако, несколько иным путем, отличается от известных тем, чтосодержит один квадратичный преобразователь, используемый для квадратирования обоих сомножителей, который позволяет исключить погрешirocTb от нендентнчпости квадраторов и упростит изготовление и наладку устройства. Другим положительным свойством предлагаемого устройства является то, что выходной сигнал, пропорциональный произведению сомножителей, нолучается в виде напряжения переменного тока в отличие от множительных устройств с двумя квадраторами, в которых сигнал имеет вид напряжения постоянного тока. Это позволяет легко осуществить трансформацию и

усиление выходного сигнала с помощью стабильных усилителей переменного тока вместо более сложных и менее стабильных усилителей постоянного тока, используемых в устройствах с двумя квадраторами.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 представлены временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит блоки сложения 1 и вычитания 2, электронный ключ 3, блок 4

квадратичного преобразования, избирательный блок 5 и источник 6 коммутирующего ciirнала, в качестве которого, в частности, можно иснользовать сеть нромыщленной частоты. На фиг. 1 пунктиром указаны два других

неоснованных блока - усилитель 7 неременного тока и линейный выпрямитель 8, которые при необходимости могут быть дополнительно включены в схему. Устройство работает следующим образом.

Подлежащие умножению электрические сигналы Ui и и нодаются на входы блоков 1 и 2, на выходах которых получают и U Ui-Uz. Ключ 3, управляемый коммутирующим сигналом Lj; источника 6, поочередно

коммутирует сигналы (У.з и U,, осуществляя принцип временного разделения этих сигналов, на вход блока 4 ноступает нанряжение f/sНа выходе блока 4 сигнал U имеет вид последовательности импульсов, величина которых пропорциональна квадрату входных сигналов. Избирательный блок 5 выделяет переменную составляющую +, имеющую характер меандра (5ПсокО которая с помощью узконолосного фильтра, содержащегося в составе блока 5 преобразуется в синусоидальный сигкал L/T, имеющий частоту основной гармоники Шк сигнала коммутации f/к. Частота сигнала коммутации UK и соответственно частота выходного сигнала Ui выбираются в соответстВИИ с теоремой Котельникова, так чтобы она была не менее, чем в два раза больше наивысшей частоты спектра сомножителей. В соответствии со сказанным имеем: Ul K,(Ul - Ul) 5Яш«г К, (Ul - Ul) X X - fsin 4- 4- sin -f - sin +... t J5 f/,-/Cs () Sin ,где /Ci и /C2 - коэффициенты пропорциональности. Следовательно, амплитуда выходного синусоидального сигнала U пропорциональна разности квадратов суммы и разности входных сигналов t/i и f/2, т. е. и, К, {(U, + i/,) - (U, - U,Y sin ш, K,(U + 2U,U, + Ul-Ul + + - 2) sin U)K KJJ.U., sin : /Cs iUjSincDK/. Таким образом, амплитуда выходного сигнала -Uj пропорциональна произведению умножаемых сигналов /1 и Uz. При необходимости усиления выходного сигнала U используется стабильный усилитель 7 переменного тока, а если нужно получить унифицированный выходной сигнал в виде постоянного тока - выпрямитель 8. При этом 8 ,-. КуК,и,и 1,и,и,и, К,и, К,К,и,и, К,и,и,, где /Су - коэффициент усиления; /Сд - коэффициент преобразования выпрямителя. Предмет изобретения Устройство для умножения сигналов, содержащее блоки сложения и вычитания блок квадратичного преобразования, отличающееся тем,.что, с целью увеличения точности и упрощения устройства, оно содержит электронный ключ, соединенный с источником коммутирующего сигнала, и избирательный блок, причем выходы блоков сложения и вычитания соединены через электронный ключ с входом блока квадратичного преобразования, выход которого соединен с входом избирательного блока.

V.

У.

i

г/5--%- Уг

.-f

-2f

-if

Фиг 2