Вычислительное устройство Советский патент 1979 года по МПК G06G7/12 

1

Изобретение относится к области электронных вычислитепьных устройств время-импульсного типа и может быть использовано в вычислительных машинах либо в специализированных вычислителях.

Известны вычислительные устройств , содержащие модулятор, сумматоры, фильтры, задающие генераторы.

Наиболее близким техническим решением является вычислительное устройство, содержащее первый входной модулятор, информационный вход которого соединен с источником сигнала первого сомножителя, выход первого входного модулятора через первый усилитель переменного тока соединен с первым входом сумматора и со входом первого выходного фильтра нижних частот, второй входной модулятор, выход которого через второй усилитель переменного тока соединен со входом второго выходного фильтра нижних частот, второй вход сумматора соединен с источником

постоянного напряжения, а выход сумматора подключен к информационному входу широтно-импупьсного модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом задающего генератора и входом блока деления частоты на два, выход широтно-импульсного модулятора соединен со счетным входом триггера, а выход блока деления частоты на два соединен с единичным входом триггера}.

Ош1ако это устройство позволяет производать лишь две математические операции над входными величинами: перемножение и возведение в квадрат одной из них.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей известного множительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит ус 1литепь-ог раничитель, дополнительный выходной фильтр нижних частот, два переключат© ля на три положения, подвижные контакты которых соединены соответственно с информационным и управляющим входами второго входного модулятора, первый неподвижный контакт первого переключателя на три положения соединен с ИСТОЧНИКОМ сигнапа второго сомножителя, второй с выходом первого выходног фильтра нижних частот, а третий - с источником сигнала первого сомножителя, первый и второй неподвижные контакты второго переключателя на три положения соеданены с управлякяцим входом первого входного модулятора и с выходом триггера, выход первого усилителя переменного тока соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого соединен с третьим неподвижным контактом второго переключателя и со входом дополнительного выходного фильтра нижних частот. Блок-схема множительного устройства приведена на чертеже. Устройство содержит входной модулятор 1, первый усилитель переменного тока 2, сумматор 3, источник 4 постоянного напряже ния, широтно-импульсный модулятор 5, задакнций генератор 6, блок 7 деления частоты на двч, триггер в второй вход ной модулятор 9, второй усилитель переменного тока 1О, второй фиттьтр ни них частот 11, первый филыр нижних частот 12, двусторонний усилительограничитель 13, переключатели на три положения 14 и 15, дополнительный фильтр 16 нижних частот, источники входных сигналов 17, 18. Устройство может работать в трех режимах. v Режим 1. В этом режиме переключатели 14 и 15 находятся в положении а, задающий генератор 6 вьфабатьгоа импульсы, которые поступают на вход блока деления частоты на два 7 и одновременно управляют работой широтно-импульсного модулятора 5, Сигнал с выхода блока деления частот на два 7 устанавливает т зиггер 8 в единичное состояние. Выходное напряжение триг гера 8 управляет работой обоих входных модуляторов 1 и 9, причем первым (1)-непосредственно, а вторым (9) «юрез замкнутый контакт перек початепя 15. На информацвоцный вход первого входного модулятора 1 соответствующий входной сигнал поступает непосредственно, а на информационный вход второго входного модулятора 9 через замкнутый контакт переключателя 14. 6 4 Первый входной сигнал, промодулиро-,,. ванный первым входным модулятором 1 и усиленный первым усилителем переменного тока 2, поступает на вход сумматора 3, на второй вход которого с выхода источника постоянного напря- . жения 4 подается напряжение, величина которого выбирается таким образом, чтобы оно было больше по мопупю максимального значения выходного напряжения первого усилителя переменного тока 2. Выходное напряжение сумматора поступает на информационный вход широтно-импульбного модулятора 5. Выходн-ой сигнал широтно-импульсного модулятора 5 представляет собой последовательность импульсов, длительность которых пропорциональна соответственно сумме и разности первого входного сигнала и величины напряжения источника 4, а период определяется периодом сигналов задакяцего генератора 6. Импульсы с выхода широтно-нмпульсного модулятора поступают на счетный вход триггера 8, который по каждому отрицательному фронту этих импульсов изменяет свое состояние, причем импульс с выхода блока деления частоты на два 7 при нормальной работе устройства не вызывает изменения состояния триггера 8, а лишь подтверждает единичное его состояние в момент прихода этих установочных импульсов. Если же в какой-то момент времени произошел сбой, триггер 8 самопроизвольно изменил свое состояние, то импульс с выхода блока деления частоты на два 7 вернет все устройство в нужных режимах, т.е. сбой будет автоматически уст-, ранен через промежуток времени, не прев{,ш1ающий время, равное периодам следования импульсов от задающего генератора 6. В режиме I выходной сигнал триг гера 8 поступает на управляющие входы обоих входных модуляторов 1 и 9, причем среднее значение за период следования этого сигнала пропорционально величине первого входного сигнала. Сигнал на выходе первого усилителя переменного тока 2 представляет собой последовательность импульсов, у коюрых амплитуда и средняя длительность за период пропорциональны первому входному сигналу. С выхода первого усилителя переменного тока 2 сигнал поступает на вход фильтра нижних частот 12, полоса пропускания которого вы-гбирается так, чтобы сигнал на его выходе представлял собой среднее, значение за период сигнала на выходе первог усилителя переменного тока 2. При это предполагаетея,что частота первой гар МОНИКИ этого импульсного сигнала намного больше максимальной частоты первого входного сигнала. В этом случае сигнал на выходе фильтра нижних частот 12 будет пропорционален квадрату величины первого входного сигнала Сигнал на выходе двустороннего усилителя-ограничителя 13, который своим входом подключен к выходу первого усилителя переменного тока 2, представляет последовательность прямоугольных импульсов с неизменной амплитудой и средней длительностью за период пропорциональной модулю первой входной величины I и, 1 ,, При этом сиг нал на выходе дополнительного фильтра нижних частот 16, удовлетворяющего пере численные выше требования, будет представлять собой двухполупериодное вьтрямление первого входного сигналаU. Таким образом в режиме I предлагаемое устройство позволяет оотговремен но получить три ВЫХОД1ЫХ сигнала пропорциональных соответственно квадрату первого входного сигнала, произведению первого на второе и модулю первого сигнала. Режим II . В этом режиме переключатели 14 и 15 находятся в положении б. При этом на информационный вход второго входного модулятора 9 посту- паёт сигнал с выхода фильтра нижних частот 12, который пропорционален квацрату второго входного сигнала. На управляющий вход второго Bxoftного модулятора 9 поступает так же, как и в режиме I , сигнал с выхода триггера 8, пропорциональный величине первого входного сигнала. При этом на выходе фильтра нижних частот 11 будет действовать сигнал, пропорциональный кубу первого входного сигнала. Остальные блоки устройства работают так же, как в режиме I . Следовательно, в режи ме И предлагаемое устройство позволяет одновременно получить также три выходных сигнала, пропорциональных соответственно кубу первого входного сигнала, квадрату первого входного сигнала и модулю этого сигнала. Режим III. В этсм режиме переклк чатели 14 и 15 находятся в положеНИИ с На информационный вход второго входного модулятора 9 при этом поступает первый входной сигнал, а на управляющий вход-сигнал с выхода двухстороннего усилителя-ограничителя, пропорциональный модулю первого входного сигнала. При этом на выходе фильтра нижних частот 11 будет действовать сигнал, пропорциональный величине (ОЧ jnUi; -величина первого входного приИ.О при Hi - О знаковая функция прии iO. .Остальные блоки устройства раб отают так же, как в режимах I и II, и на выходах фильтров нижних частот 12 и 16 будут действовать сигналы, пропорциональные соответственно квадрату первого вхошого сигнала и модулю этого сигнала. Использование новых блоков, двухстороннего усилителя-ограничителя, дополнительного выходного фильтра нижних частот и переключателя выгодно отличает предлагаемое вычислительное устройство от указанного прототипа, т. к. при незначительном усложнении аппаратуры расширены функциональные возможности, поскольку предлагаемое устройство позволяет производить с той же точностью одновременно несколько математических операций над входными величинами, при этом на выходах устройства можно получить сигналы, пропорциональные модулю первого входного сигнала, кубу, величине (U Jegn-u. Формула изобретения Вычислительное устройство, содержащее первый входной модулятор, ин|формационный вход которого соединен с источником сигнала первого сомножителя, выход первого входного модулятора через первый усилитель переменного тока соединен с первым входом Сумматора и со входом первого выходного фильтра нижних частот, второй входной модулятор, выхо; которого через второй усилитель перем -нного тока соединен со входами второго выходного фильтра нижних частот, второй вход сумматора соешшен с. источником постоянного напряжения, а выход сумматора подключён к информационному входу

широтно-импупьсного модупят6р)а, управляюший вход которого соединен с выхойом задающего генератора и входом бпока депения частоты на два, выход шйротно-нмпульсногЬ модулятора соедииеи со счетным входом триггера, а ВМЕОД бпока депения частоты на два соедй аен с единичном входом триггера, отличающееся тем, что с цепью расширения класса решаемых задач, оно содержит усилитепьгограннчигепь, дополнительный выходной фильтр кижних частот два переключателя на rfoi поаожения, подвижные контакты которых соединены соответственно с инфорMauttoHHbiM и управлякнцим входами втс рого входаого модулятора,первый неподввжныб контакт- йервотю переключатеяй на три положэния соединен с исТОЧЦВК0М сигнала второго сомножителя, втор&й с выходом первого выходного фильтра нижних частот, а третий - с

JL

ИСТОЧНИКОМ сигнала первого сомножителя, первый и второй неподвижные контакты второго переключателя на три положения соединены с управляющим входом первого входного модулятора и с выходом триггера, выход первого усилителя переменного тока соединен со входом усилитепя «граничителя, выход которого соединение третьим неподвижным контактом второго пере- ючатепя и со входом Дополнительного (ыходного фильтра нижних частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1,Смолов В. Б. Аналоговые вычислительные машины.Высшая школа, М., , с. 337.

2.Авторское свидетельство

(з-ка №2341587/24,по которой принято решение о вы даче), к л. Q 06 Q 7/16 1976.