МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1974 года по МПК G06G7/16 

1

Изобретение относится к области измернтельной и вычислительной техники.

Известно устройство, использующее для деления и умножения сигналов принцип широтно-импульсного преобразования, в нем источники сигналов делимого и делителя подсоединены ко входам сумматора и блока вычитания, выход сумматора соединен с одним из входов первой схемы сравнения, другой вход которой соединен с выходом первого генератора пилообразного напряжения; выход первой схемы сравнения соединен с первый входом триггера, выход блока вычитания соединен с одним из входов второй схемы сравнения, другой вход которой соединен с выходом второго генератора пилообразного напряжения; выход второй схемы сравнения соединен со вторым входом триггера, а два выхода триггера соединены со входами генераторов пилообразного нанряжения и со входом фильтра среднего значения.

Недостатком этого устройства является зависимость его погрешности от степени неидентичности каналов преобразования соответственно суммы и разности входных сигналов и от отличия абсолютных значений амплитуд разноиолярных импульсов, появляюидихся на выходе триггера. Кроме того, схема устройства сложна.

Целью настояидего изобретения является

уирои енпе схемы устройства н повышение его точности.

Согласио изобретен ню, в нредлагаемом множительио-делительном устройстве поставленная цель достигается тем, что к двум входам элемента вычптанпя соответственно подсоединены через первый ключ выхо;, источника сигнала делителя и через элемент уставки коэффициента - выход источника сигнала делимого - первого сомножителя. Выход вычитания через интегратор иодключен ко входам двух элементов сравнения, реагирующих иа сигналы разной величины. Выходы элементов сравнения соединены с управляющими входами первого ключа и ключа, установленного между нсточником сигнала делимого - второго сомножителя и входом фильтра среднего значения. После фильтра включена нагрузка устройства.

Структурная схема множительно-делительиого устройства ; 1иведена на чертеже.

Устройство содержит ключ у1 |:1авления /, элемент 2 устпвк коэффпцпента, служащий для изменения диапазона измеряемых отношений, элемент вычитания 3, источни ; / сигнала делителя и 5 делимого - IepBoro сомно/кителя, интегратор 6, ;1,ва элемента сравнения 7 и 8, другой ключ управления Р, источник 10 сигнала делимого - вто1юго сомиожителя и фильтр 11.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При открытом ключе / и выставленном коэффициенте в элементе 2 уставки коэффициента в элементе вычитания 3 образуется разность напряжений источников сигналов делителя и делимого - первого сомножителя, которая иосле интегрирования в интеграторе 6 иоступает на вход элементов сравнения 7 и 8. Наиряжение иосле интегратора 6 нарастает до тех иор, пока не достигнет наиряжения уставки элемента сравнения 7, на выходе которого в этот момент иоявляется сигнал, иереводящий ключи / и 9 в закрытое иоложение и удерживающий их в нем. Теиерь на вход элемента вычитания поступает только вычитаемое в виде напряжения источника 5 сигнала делимого - иервого сомножителя. Напряжение с выхода элемента вычитания 3, интегрируясь Б интеграторе 6, иостуггает на вход элементов сравнения 7 и 8. Напряжеиие иосле интегратора уменьшается до тех пор, пока не достигнет наиряжения уставки элемента сравнения 8, на выходе которого в этот момент иоявляется сигнал, иереводящий ключи 1 и 9 в открытое иоложение и удерживающий их в нем. Затем процесс повторяется.

Ключ 9 установлен в цеии источника 10 сигнала делимого - второго сомножителя. На входе фильтра // образуются одноиоляриые прямоугольные имиульсы напряжения с амплитудой, равной наиряжению источника сигнала 10. С помощью фильтра // из этой последовательности имиульсов выделяют постоянную составляющую напряжения, которое прямо пропорционально наиряжению источников сигналов 5 и 10, и обратно иропорциоиально напряжению источника сигнала 4. При необходимости в качестве входных сигналов можно исиользовать вместо напряжений токи.

Математическая основа работы устройства следующая.

Имеется три входных сигнала, иапример, в виде напряжений Ui, U и 1/з, которые в течение времени, необходимого для измерения, не изменяются. Получают разность наиряжения /1 и напряжения, пропорционального наиряжению U, Ui- KUz, где К - коэффициент проиорциональности.

Полученная разность интегрируется в течение времени, пока ее интеграл не изменится на величину, равную разности напряжений уставок t/oi и f/02 обеих схем сравнения. Таким образоб время интегрирования

o2

и, - ки.,

Затем интегрируется только сигнал в виде наиряжения /(2 ДО тех иор, пока его интеграл не изменится на величину напряжения (Uт - ич). Это время интегрирования.

и

и.

61

- ни.,

Затем оиерации иовторяются.

Одновременно формируются прямоугольные однополярные импульсы с амилитудой, равной наиряженню бз, длительность которых равна Т а иромежутки между ними - Т2. Выделяют среднее значение этой иоследовательности имиульсов Z, которое равно величиие

7- н-.

Л/

Подставляя значения TI и Т2, получим

Из иолученного выражения видно, что выходная величина не зависит от разности уставок схем сравнения, если эта разность неизменна в момент измерения.

Предмет изобретения

Множительно-делительное устройство, содержащее элемент вычитания, интегратор, два элемента сравнения, ключи управления и фильтр, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемы устройства и повыщения точности его работы, иервый источиик входиого сигнала через иервый ключ подсоединен к одному из входов элемента вычитания, другой вход элемента вычитания через элемент уставки коэффициента иодсоединен ко второму источнику входного сигнала, а выход через интегратор подсоедииен ко входам элементов сравнения, выходы которых соединены с заправляющими входами первого и второго ключей, второй вход последнего ключа соединен с третьим источником сигнала, а выход через фильтр подключен к выходной клемме устройства.

G)H