Устройство для определения средневзвешенного значения функции Советский патент 1978 года по МПК G06G7/12 

вый выход которого подключен к выхо,ду устройства 2, Это устройство также характеризуется невысокой точностью. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, (заключающихся в интегрировании одного из сомножителей, в осуществлении oneрации деления сигналов, а также повышение точности устройства. Предложенное устройство отличается от известных тем, что в него введены ключевой элемент, дополнительные зарядный резистор и отсекающий диод, токозадающий резистор, второй накопительный конденсатор, одна обкладка которого соединены с шиной нулевого потенциала, а вторая обкладка через последовательно включенные токозадаю щий резистор и ключевой элемент соединена с клеммой питания, к управляющему входу вентильного элемента подключен второй выход порогового блока третий выход которого соединен с упраБляющи входом ключевого элемента, вторая обкладка второго накопительного конденсатора присоединена ко второму контакту первого переключателя, второй контакт третьего переключателя соединен со вторым выводом отсекающего диода и первой ч вертого вьзхода порогового блока, вто рая клемма четвертого выхода порого вого блока подключена к дополнительним отсекающему диоду и зарядному ре зистору, другие выводы которых соединены со второй обкладкой накопительного конденсатора. -. Функциональная схема предложенног устройства для определения средневзвешенного значения функция изображ на на чертеже, где обозначены первы и второй вкоды устройства 1 и 2, первый, второй и третий переключатели 3, 4 и 5, входной зарядный резистор б, интегрирующий конденсатор 7, пороговый блок 8, выполненный, напри мер, по схеме транзисторного ждущего блокинг-генератора, ключ-умножитель выполненный, например, на транзисторе, первый выход 10 порогового блока управляемый вентильный, элемент 11, ключевой элемент 12, выполненный, на пример, на транзисторе, .второй токоограничительный резистор-. 13, отсекаю щий диод 14, дополнительный отсекающий диод 15, дополнительный зарядный резистор 16, токозадающий резистор 1 накопитедьный конденсатор 18, первый токоограничительный резистор 19, второй накопительный конденсатор 20, . второй,третий и четвертый выходы 21, 22 и 23 порогового блока, кле.мма питания 24, шина иулевох-б потенциала 2 основной и дополнительный входы 26 и 27 порогового блока. Устройство работает следующим образом. В первом положении первого, второго и третьего переключателей 3, 4, 5 (положение,показанное на чертеже) устройство производит вьг1исление обоих интегралов, стоящих в числителе и знаменателе правой части выражения (1). При этом сигнал X поступает на второй вход 2 и интегрируется интегрирующим конденсатором 7. При достижении на интегрирующем конденсаторе 7 noporosoro напряжения срабатывает пороговый блок 8 и во вторичных обмотках трансформатора порогового блока 8 наводится ЭДС. Интегрирующий конденсатор 7 разряжается базовьлм током транзистора порогового блока 8, затем продолжается заряд интегрирующего конденсатора 7 и процесс повторяется. Таким образом частота следования импульсов порогового блока 8 пропорциональна сигналу X на втором входе 2. ЭДС, наводимая в обмотке третьего выхода 22 порогового блока 8, вызывает протекание тока по цепи - обмотка 22 - токозадающий резистор 17 - переход база-эмиттер транзистора ключевого элемента 12 - обмотка 22, При этом величина протекающего тока практически полностью определяется сопротивлением токозадающего резистора 17, т.к. падением напоях ения на переходе база-эмиттер транзистора ключевого элемента 12 можно пренебречь. Ток коллектора транзистора ключевого элемента 12 равен току эмиттера, умноженному на коэффицнант передачи, по току в схеме с общей базой, который для большинства современных транзисторов близок к единице 0,98-гО ,997) . Таким образом можно считать, что Второй накопительный конденсатор 20 заряжается током токозадающего резистора 17 с частотой срабатывания порогового элеглента, т.е. напряжение на втором накопительном конденсаторе 20 пропорционально интегралу от сигнала X за время t и устройство определяет интеграл в знаменателе выражения (1). Необходимо отметить, что ток, заряжающий второй накопительный конденсатор 20, не зависит от .напряжения на нем, поскольку ток токозадающего резистора.17 с достаточной степеиьк) точности р|1вен ЭДС обмотки третьего выхода 22, деленной на сопротивление токо.з..адающего резистора 17, Так-имобразом .исключается нелинейность заряда. BTciporo. накопительного конденсатора 20 И существенно повышается точность устройства;. Перемножение сигналов в данном устройстве, как и в прототипе, осуществляется путем сочетания амплитудной и частотной модуляции, однако, существенное повьаиение точности пере.множения достигается за счет использования ключа-умножителя 9 в таком режиме, при котором коллекторный ток

его транзистора практически не зависит от изменения параметров транзистора в допустимых пределах. Сигнал постпает на первый вход 1 и через первый переключатель 3 на управляемый вентильный элемент 11 (например, диод и резистор) применение которого, как известно, позволяет повысить входное сопротивление ключа-умножителя 9. При срабатывании порогового блока 8 в его обмотках второго и четвертого 21 и 23 выходов наводится ЭДС. Под действием ЭДС обмотки второго выхода 21 отпирается управляемый вентильный элемент 11 и сигнал Y поступает на базу транзистора ключа-умножителя 9. Поскольку переход база-эмиттер транзистора ключа-умножителя У и диод упправляемого вентильного элемента 11 включены встречно, то можно сказать, что напряжение на втором токоограничительном резисторе 13 практически равно наприжению на первом входе 1. такое включение обеспечивает температурную стабильность кпюча-умножителя 9, т.к. переход база-эмиттер его транзистора и диод управляемого вентильного элемента 11 имеют практически одинаковый температурный дрейф. Под действием ЭДС, наводимой в обмотке четвертого выхода 23, протекает ток по цепи: обмотка четвертого выхода 23 - дополнительные отсекающий диод 15 и зарядный резистор 16 - накопительный конденсатор 18 ключ-умножитель 9 - второй токоограничительный резистор 13 - отсекающий диод 14 - обмотка четвертого выхода 23.

Поскольку напряжение на втором токоограничительном резисторе 13 равно напряжению на первом входе 1, то ток через накопительный конденсатор 18 практически равен отношению напряжени первого входа 1 к сопротивлению второге токоограничительного резистора 13, Таким образом заряд, внесенный в накопительный конденсатор 18 за время Ь, пропорционален интегралу от произведения сигнала Y (амплитуда импулсов тока) на сигнал X (частота следовния импульсов тока) и, следовательно, реализуется интеграл в числителе выражения {1).

Для отсчета величины YC первый, второй и третий переключатели 3, 4, 5 переводятся в следующее положение. При этом первый и второй входы 1 и 2 отключаются и вместо сигналов Y и X подаются напряжения накопительных конденсаторов 18 .и 20., Напряжение накопительного конденсатора 18, пропорциональное величине числителя выражения (1), через дополнительный зарядный резистор 16 и обмотку четвертого выхода 23 поступает на интегрирующий конденсатор 7 и пороговый блок 8 срабатывает при достижении на интех- рирующем конденсаторе 7 порогового напряжения. При этом разряд интегрирующего конденсатора 7 производится не баэовьп-л током транзистора порогового блока 8, а током, протекающим по второму токоограничительному резистору 13 под действием ЭДС обмотки четвертого выхода 23, т.к. в этом положении переключателя образуется замкнутая цепь: интегрирующий конденсатор 7 - обмотка четвертого выхода 23 - дополнительные отсекающий диод 15 и зарядный резистор 16 - накопительный конденсатор IS - ключ-умнох итель 9 - второй токоограничительный резистор 13 - интегрирующий конденсатор 7. Поскольку во время срабатывания порогового блока В напряжение на втором токоограничительном резисторе 13 практически равно напряжению на втором накопительном конденсаторе 20, которое пропорционально величине знаменателя выражения (1), величина заряда, который теряет интегрирующий конденсатор 7 во время импульса,- пропорциональна величине знаменателя выражения (1). Т.к. скорость заряда интегрирующего конденсатора 7 пропорциональна напряж ению на накопительном конденсаторе 18, то частота следования импульсов порогового блока 8 пропорциональна частному от деления напряжения накопительного конденсатора 18 на напряжение второго накопительного конденсатора 20 и таким образом реализуется функция деления. Необходимо отметить, что накопительные конденсаторы 18 и 20 подзаряжаются во время работы устройства в режиме деления, чем повышается стабильность устройства. Основными преимуществами устройства являются более широкие функциональные возможности и более высокая точность.

Формула изобретения

Устройство для определения средневзвешенного значения функции, содержащее пороговый блок, основной вход которого через интегрирующий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, соед ненные последовательно первый токоограничительный резистор, ключ-умножитель, второй токоограничительвый резистор, другой вывод которого присоединен к шине нулевого потенциала, первый вывод первого токоограничительного резистора соединен с клеммой питания, отсекающий диол один вывод которого подключен к шине нулевого потенциала/ второй вывод первого токоограничительного резистора соединен с первой обкладкой накопительного конденсатора, первый переключатель , первый контакт которого подключен к первому входу устройства, а переключающий контакт через управляемый вентильный элемент присоединен JK управляю 4е у входу ключа-умножителя, первый контакт второго переключа