Неавтономный перемножитель колебаний Советский патент 1977 года по МПК G06G7/16 

3

ходом к второму выходу перемножителя. Один из входов блока селекции подключен к выходу масштабного блока, а один из его выходов- к второму входу блока управления, второй и третий выходы которого подсоединены соответственно к управляющим входам коммутаторов вертикальных и горизонтальных каналов. Информационный вход коммутатора вертикальных каналов связан с выходом генератора тактовых импульсов с перестраиваемой частотой, а информационный вход коммутатора горизонтальных каналов - с выходом первого канала коммутатора вертикальных каналов. Выходы блока селекции подсоединены к соответствующим входам блока дозирующих резисторов, вход фазоинверсного каскада соединен с выходом сумматора, а два выхода фазоинверсного каскада подключены к информационным входам двухканального коммутатора. Выходы коммутаторов вертикальных и горизонтальных каналов соединены с соответствующими входами блока селекции.

Блок-схема неавтономного перемножителя колебаний представлена на фиг. 1. На фиг. 2 изображено искомое произведение F(t} f(t)--(f(t) для случая, когда известное колебание- сомножитель f(t) имеет вид, приведе1нный на фиг. 3, а второе колебание - сомножитель ф(/)-вид, изображенный на фиг. 4.

Неавтономный перемножитель колебаний (фиг. 1) включает в себя вход 1 перемножителя для подключения источника второго колебания- сомножителя, масщтабный блок 2, состоящий из ступенчатого делителя напряжения, усилителя с регулируемым коэффициентом усиления и согласующей линии задержки (которая может и отсутствовать), блок 3 управления, содержащий устройство формирования стартового и стопового импульсов и триггер, соединенные последовательно, генератор 4 тактовых импульсов с перестраиваемой частотой, коммутатор 5 вертикальных каналов, коммутатор 6 горизонтальных каналов, блок 7 селекции, имеющий одинаковые функциональные группы, общее число которых равно числу блоков 8 дозирующих (взвещивающих) резисторов и каждая из которых представляет собой схему совпадения импульсов коммутаторов вертикальных и горизонтальных каналов и аналогового ключа (например, транзисторного ключа - звезда и мостового ключа), соединенных последовательно. Кроме того, перемножитель содержит сумматор 9, первый выход 10, предусмотренный для съема искомого произведения на нагрузку в случае, если формируемое колебание - сомножитель не является знакопеременной функцией, фазоинверсный каскад II, двухканальный коммутатор 12, второй выход 13, служащий для съема искомого произведения на нагрузку тогда, когда формируемое колебание - сомножитель является знакопеременной функцией, блок 14 регулирования

режима двухканального коммутатора 12 по закону изменения знака формируемого колебания - сомножителя, состоящий из триггера с устройством установки его исходного состояния, и кнопочный переключатель 15, предназначенный для отключения фазоинверсного каскада 11, двухканального коммутатора 12 и блока 14 регулирования режима в случае, когда формируемое колебание-сомножитель не является знакопеременной функцией.

Интервал повторения тактовых импульсов генератора выбирается в соответствии с теоремой отсчетов Котельникова.

Если п - потреб.ное число отсчет-ных значений известного колебания - сомножителя f(t), ks - число разрядов двоичного счетчика коммутатора вертикальных каналов и ki- - число разрядов двоичного счетчика коммутатора горизонтальных каналов, то для числа «в выходов коммутатора вертикальных каналов и числа выходов коммутатора горизонтальных каналов имеют место следующие соотнощения:

, :: , п, 2

/г ; «в «г 2 , п

ь - ь ) ь

/CQ % Г

где при четном ko справедливы равенства

/-, - ь - L А «в - г - „ в

а при нечетном ko справедливы такие: k,{k,--i), k, -(k,+ l).

Схемы совпадения функциональных групп

блока 7 селекции по одному из своих входов объединены в Пг число секций, которые образуют Яг число горизонтальных каналов, а входящие в каждую секцию (в каждый горизонтальный канал) Лв число схем совпадения по

другому из своих входов объединены в Пв число вертикальных каналов.

Импульсы управления знакопеременностью формируемого колебания - сомножителя f(f) снимаются на блок 14 регулирования режима

с выходов тех схем совпадения или с выходов тех транзисторных ключей - звезд функциональных групп блока 7 селекции, которые через аналоговые ключи или мостовые ключи этих функциональных групп связаны с дозирующими (взвещивающими) резисторами блока 8, определяющими начала положительной и отрицательной полярности участков знак(ь переменного колебания - сомножителя f(t}. При этом импульсы управления, определяющие начала положительных участков колебания- сомножителя f(t), подводятся слева (или справа) к блоку 14 регулирования режима двухканального коммутатора 12, а импульсы управления, определяющие начала огрицательных з частков колебания - сомножителя f(t), - справа (или слева), к блоку 14 (см. фиг. 1).

Работу неавтономного перемножителя колебаний можно представить с учетом фиг. 1 -

4 следующим образом. Будем считать, что к входу 1 подсоединен источник колебания - сомножителя ф(0 (см. фиг. 4), режим масштабного блока 2 выбран в соответствии с необходимостью, интервал Д повторения тактовых импульсов генератора 4 - из условия формирования колебания- сомножителя f(t) по методу прямоугольников с заданной точностью, величины сопротивлений дозирующих резисторов блока 8 установлены в соответствии с абсолютными значениями дискрет колебания - сомножителя /(i) (см. фиг. 3), выходы схем совпадения или транзисторных ключей - звезд функциональных групп блока 7 селекции, с которыми связаны через аналоговые ключи или мостовые ключи этих функциональных групп дозирующие резисторы блока 8, определяющие начала отрицательных участков колебания - сомножителя f(t), соединены с левым входом блока 14, а выходы схем совладения или транзисторных ключей - звезд функциональных групп блока 7, с которыми связаны через аналоговые ключи или мостовые ключи этих функциональных групп дозирующие резисторы блока 8, определяющие начала положительных участков колебания - сомножителя f(t), соединены с правым входом блока 14, и кнопочный переключатель находится во включенном положении (см. фиг. 1). Поступающее в масштабный блок 2 через вход 1 колебание - сомножитель ф() (см. фиг. 4) отводится на вход устройства формирования стартового и стопового импульсов блока 3 управления и через согласующую ли«ию задержки блока 2 на входы аналоговых ключей или мостовых ключей (схем выборок) функциональных групп блока 7 селекции. Сформированный стартовый импульс запускает триггер блока 3 управления, напряжение с которого задает режимы работы генератора 4 тактовых импульсов, коммутатора 5 вертикальных каналов и коммутатора 6 горизонтальных каналов. Вырабатываемые при этом генератором 4 тактовые импульсы поступают на запуск коммутатора 5. Последний выдает на каждый тактовый импульс один опросный (канальный) импульс длительностью Д/, равной интервалу следования тактовых импульсов. Опросные импульсы коммутатора 5 подаются на входы соответствующих вертикальных каналов блока 7 селекции. Снимаемые с выхода первого канала коммутатора 5 импульсы запускают коммутатор 6. Последний выдает на каждый запускающий импульс один опросный импульс длительностью равной интервалу следования импульсов с первого канала коммутатора 5. Опросные импульсы коммутатора 6 поступают на входы соответствующих горизонтальных каналов блока 7 селекции. При совпадении во времени на входах соответствующей схемы совпадения блока 7 селекции опросных импульсов коммутаторов 5 и 6 вертикальных и горизонтальных каналов на ее выходе возникает импульс длитель ностью At, который непосредственно или через транзисторный ключ-звезду блока 7 открывает аналоговый ключ или мостовой ключ этой функциональной группы для прохожде колебания - сомножителя ф(0 на вход соответствующего дозирующего резистора блока 8. В результате этого на выходе блока 8 появляется импульс длительностью Д амплитуда которого пропорциональна величине соответствующего дозирующего резистора и значению колебания - сомнол ителя ф(0 на данном интервале времени, С выхода блока 8 импульсы, промодулированные по амплитуде колебанием - сомножихелем f(t, и следующие непрерывно друг за другом, через сумматор 9, кнопочный пере г - - 1 - ключатель 15, фазоинверсный каскад 11 и двухканальный коммутатор 12, левая или правая половина которого открыта под воздействием положительного потенциала, поступающего с левого или Правого выхода блока 14 регулирования режима двухканального коммутатора 12 по закону изменения знака колебания - сомножителя f(/), подаются на выход 13, образуя искомое произведение Pi{t (см. фиг. 2), которое равно р (Л 8.f (М)-ср () 8-/ГгТ.« (Л, i J . v - где (kM)-ступенчатая функция. Когда колебание - сомножитель f(t) имеет одну какую-либо полярность, то съем искомого произведения Fi(t) в этом случае производится с сумматора 9 непосредственно на выход 10. Если длительность колебания - сомножите ля f(t) превышает длительность колебаниясомножителя (p(t), то по истечении последне го в блоке 3 управления формируется стопо вый импульс, который перебрасывает триггер блока 3 в исходное состояние, а импульс последнего прекращает работу генератора 4 и приводит в исходные состояния коммутаторы 5 и 6 вертикальных и горизонтальных каналов. После этого устройство подготовлено к следующему процессу перемножения колебания - сомножителя f(t) на какое-то другор колебание - сомножитель y(t). В том случае, когда длительность колебакия -сомножителя f(t) не превыщает длнтельность колебания - сомножителя (f(t), то по истечении первого снимаемый с выхода псследней схемы совпадения или с выхода последнего транзисторного ключа-звезды блока 7, который через аналоговый ключ или мостовой ключ этой функциональной группы блока 7 селекции связан с последним дозирующим резистором блока 8, импульс перебрасывает триггер блока 3 управления в исходное состояние, а импульс последнего прекращает работу генератора 4 и приводит в исходное положение коммутаторы 5 и 6. Если длительность колебания - сомножителя f(t) равна длительности колебания - срмножителя ф(0. за которым непосредственно следует колебание - сомножитель v(0. то

по истечении колебания ф(0 триггер блока 3 управления не перебрасывается в исходное состояние, а следовательно, не прекращается работа генератора 4 тактовых импульсов и коммутаторов 5 и 6. В результате на выходе 10 или 13 вслед за произведением

/.W P-fW()

формируется произведение

ФlW PfWт().

Совмещение процесса формирования одного из колебаний - сомножителей и процесса перемножения его на другое колебание - сомножитель в одном устройстве, что достигается путем формирования известного колебания- сомножителя из дискрет по методу прямоугольников за счет непосредственного воздействия другого колебания - сомножителя на дозирующие резисторы при их последовательном во времени опросе через равные интервалы времени с помощью прямоугольных импульсов двух функционально связанных коммутаторов каналов и применения при формировании участков противоположной полярности этого колебания - сомножителя соответствующего управления съемом искомого произведения с выходов фазоинверсного каскада через двухканальпый коммутатор, благодаря введению новых элементов - коммутаторов вертикальных и горизонтальных каналов, блока селекции, фазоинверсного каскада, двухканального комментатора и блока регулирования - выгодно отличает предлагаемое устройство от указанного прототипа, так как позволило существенно упростить техническое решение задачи формирования одного колебания - сомножителя и задачи перемножения последнего «а другое, подводимое извне, создать технически простое и надежное формирующе-перегйножительное устройство с минимальным числом коммутирующих и коммутируемых элементов и с повышенными специализированными функциональными возможностями, значительно повысив при этом точность составления искомого произведения и быстродействие устройства. В результате этого будет расширен частотный диапазон снектральных характеристик формируемых произведений, повышена точность формирования и снижены технико-экономические затраты на производство и эксплуатацию устройства перемножения колебаний.

Формула изобретения

Неавтономный перемножитель колебаний, содержащий блок дозирующих резисторов, выходы которого подключены через сумматор к первому выходу перемножителя, и блок управления, первые вход и выход которого подсоединены соответственно к выходу масщтабного блока, вход которого является входом неремножителя, и к управляющему входу генератора тактовых импульсов с перестраиваемой частотой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия перемнол ителя, он содержит блок селекции, коммутаторы вертикальных и горизонтальных каналов, фазоинверсный каскад, двухканальный коммутатор и блок регулирования режима, входы которого соединены с соответствующими выходами блока селекции,

а выходы подключены к управляющим входам двухканального коммутатора, подсоединенного выходом к второму выходу перем«ожителя, один из входов блока селекции подключен к выходу масштабного блока, а один из его выходов соединен с вторым входом блока управления, второй и третий выходы которого подсоединены соответственно к управляющим входам коммутаторов вертикальных и горизонтальных каналов, информационный вход

коммутатора вертикальных каналов подключен к выходу генератора тактовых импульсов с перестраиваемой частотой, а информационный вход коммутатора горизонтальных каналов подключен к выходу первого канала коммутатора вертикальных каналов, выходы блока селекции подсоединены к соответствующим входам блока дозирующих резисторов, вход фазоинверсного каскада соединен с выходом сумматора, а два выхода фазоинверсного каскада подключены к информационным входам двзхканального коммутатора, выходы коммутаторов вертикальных и горизонтальных каналов соединены с соответствующими входами блока селекции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бруевич Н. Г. и Доступов Б. Г. Основы теории счетно-решающих устройств. М., «Сов. радио, 1964, с. 772-775, рис. 17.2.1 - 17.2.3.

2. Корн Г. и Корн Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины, ч. 1, М., «Мир, 1967, с. 343, рис. 7, 66.

(риг.З