Множительное устройство Советский патент 1977 года по МПК G06G7/161 

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах, моделирующих устройствах, а также контрольноизмерительных приборах..

Известно устройство перемножения напряжений lj. Оно содержит неуравновешен г ный реаистивный мост, имеющий две клеммы диагонали питания, одна из которых является общей точкой устройства, а вторая соединена выходом источника первого перемножаемого напряжения, две клеммы выходной диагонали, подключенных к входам уситителя, напряжение на выходе которого является результатом перемножения, преобразователь напряжение-сопротивление, включенный в плечо неуравновешенного резистивного моста, содержащий полевой транзистор и последовательно соединенный с ним интегрирующий блок, причем выход преобразователя напряжение-сопротивление подключен между одной из клемм выходной диагонали неуравновешенного резистивного моста н общей точкой устройства, а вход - к выходу источника второго перемножаемогх) напряжекия, причем в плечо неуравновешенного резистнвного моста между второй клеммой выходной диагонали и общей точкой включен эталонный резистор.

Этому устройству свойственна низкая точность перемножения, обусловленная тем, что функция преобразования поеобразовате- ля напряжение-сопротивление становится нелинейной при больших величинах входного перемножаемого напряжения на его входе, а также низкой величиной соотнощения сигнал - щум в выходной диагонали неуравновешенного резистивного моста, вследствие его низкой чувствительности, связанной с выбором условий линеаризации функции преобразования неуравновешенного резистивного моста.

Прототипом изобретения является устройство, содержащее неуравновешенный реэистивный мост, между первой вершиной и точкой нулевого потенциала которого включен линейный преобразователь напряжение-сопротивление, вход соединен с источником первого перемножаемого напряжения, между ВТОрой.верш иной и точкой нулевого потенииала неуравновешеннопо реаистивного моста включен эталонный резистор, в диагональ между первой и второй вершиной неуравновешенного реаистивного моста включен управляемый источник питания, а третья вершина неуравновешенного реаистивного моста связана с выходной клеммой устройства {2j. Недостаточная точность этого устройства вызвана методнческойгпогрешностью иа-аа нелинейных функций преобрааования неуравновешенного моста. Цель изобретения «повышение точности перемножения. Для этого в устройство введен блок срав нения, один иа входов которого подключен к эталонному резистору, другой - к источнику второго перемножаемого напряжения, а выход блока сравнения соединен с управляющим входом управляемого источника питани На чертеже изображена структурная схеMd предлагаемого устройства Множительное устройство содержит неуравновешенный реаистивный мост 1, линей |Ный преобразователь напряжение-сопрогив ление 2, эталонный резистор 3, управляемый источник питания 4, блок сравнения 5 источники первого U и вторбго U,. перемно жаемого напряжения. Предлагаемое устройство для перемножь ;Ния напряжений работает следующим обрааом. В исходном Состоянии напряжение на выходе первого источника перемножаемого напряжения 11, отсутствует. При этом сопротивление плеча, образованного линейным преобразователем напряжениа-сопротивление 2 1 , равно сопротивлению эталонного резистора 3 Т и равно сопротивлению всех остальных плеч неуравновешенного ре аистявного моста 1, так как выполняется равенство При этом четырехплечий . неуравновешенный мост i окажется сбалансированным и, независимо от наличия или отсутствия напряжения витания и„ на выходе управляемого источника питания 4, напряжение в выходной диагонали неуравновешенного резистивного моста 1 отсутствует, а следовательно, реаультат перемножения упомянутых напряжений равен нулю, т.е. Если и, не равно нулю, то К изменяется линейно с изменением Ux ITp этом второе перемножаемое напряжение Uy подается на первый вход блока сравнения 5, причем на Второй вход последнего поступает напряжение U, с эталонного резистора 3. Эти два напряжения непрерывно сравниваются в блоке сравнения 5, выходное разностное напряжение которого управляет выходным напряжением управляемого источника питания 4 таким образом, что напряжение на R э непрерывно поддерживается равным перемножаемому напряжению ijy. независимо от величины изменяющегося сопротивления R , т.е. поддерживается условие .э уНапряжение на эталонном резисторе определяется из выражения ° Подставляя в это выражение значение выходногосопротивления R линейного преобразователя напряжение-сопротивление, меняющегося по линейному закону о изменением первого перемножаемого напряжения U на его входе, (,1 и решая полученное уравнение относительно Uf, . получимЗакон изменения напряжения питания неуравновешенного моста (-Ю,5fcUJ. При этом напряжение в выходной диагонали моста определяется выражением и. 2 2 эПодставляя в него;значения U, э и получим. : .fku,-u. Как видно из уравнения, напряжение ввыход- ной диагонали неуравновешенного резиогйвного моста 1 линейно зависит от величин перемножаемых напряжений, а чувствительность S , определяемая выражением5 О,5и не зависит от параметров моста. Таким образом, за счет использования новых элементов {управляемого источника питания моста и блока сравнения, на один из входов которого подается одно из перемножаемых напряжений) в предлагаемом устройстве перемножения напряжений исключена методическая погрешность операции перемножения; обеспечивается постоянная чувствительность перемножения, которая не зависит от параметров плеч неуравновешенного резистивного моста, входящего в состав устройства перемножения напряжений и от величины перемножаемых напряжений. Практическая реализация предлагаемого устройства показала что, по сравнению с указанным прототипом, точность перемножения увеличена на порядок. Формула изобретения Множительное устройство, содержащее неуравновешенный резистивный мост, между

первой вершиной и точкой нулевого потенциала неуравновешенного резистивного моста включен линейный преобразователь напряжение-сопрогивление, входкоторого соединен с источником первого перемножаемого напрвжения, между второй вершиной и точкой нулевого потенциала неуравновешенного резис- тивного моста включен эталонный резистор, в диагональ между первой и второй вершиной неуравновешенного резистивного моста включен управляемый источник питания, третья вершина неуравновешенного резистивного моста связана с выходной клеммой устройства, обличающееся тем, что с цепью повышения точности перемножения,

в него введен блок сравнения, один из входов которого подключен к эталонному резистору, другой - к источнику второго перемножаемого напряжения, а выход блока сравнения соединен с управляющим входом управляемого источника питания.

Источники информации, принятые во вниMaiffle при экспертизе изобретения: 1. Аналоговые умножители на полевых

транзисторах. Экспресс-информация, Серия Контрольно-измерительная техника , 1974;, вып. 1, с 41-46 (Анаяог),

2. Авторское свидетельство СССР N 426233, М.Кл; (3.06 G 7/16, 1973

UlU,iUy