Множительное устройство Советский патент 1979 года по МПК G06G7/16 

1

Изобретение относится к вычислительной технике,. может найти применение в устройствах автоматического :управления и других областях техники для выполнения функционального преобразования вида

N-KIC,,

(1)

где ,.С2 входные широтно-импуль-

сные сигналы;

N выходной цифровбй сигнал; К - коэффициент пропорциональности..

Известны множительные устройства 1, и 2.

Одно из известных устройств содерxvtT уравновешенный мост, в плечи которого включены импульсно-управляемые резисторы, управляющие входы импульсно-управляемых резисторов первого, вто- рого и третьего плеч мррта являются, входами устройства, первая вершина моста подключена к источнику опорного на- пряжения постоянного тока, вторая и четвертая вершины моста - через сглаживающие конденсаторы, а третья вершина непосредственно подключена к шине нулевого потенциала, втекая и четвертая вершины подключены к входам дифференциального усилителя, выход которого через широтно-импульсный модулятор соединен с выходом устройства и управлвлющим входом импульсно-управляемого регистра четвертого плеча моста. Однако это устройство не обеспечивает возможности получения результата произведения временных интервалов в цифровой форме, а также отличается невысоким быстродействием из-оа необходимости усреднения последовательностей, широтно-мвдулированных импульсных сигналов {.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является множительное устройство, содержащее два источника опорного напряжения, два масштабных резистора, первьши вьюодами соединенные с входом интегратора, выход которого через нуль-орган соединен с первым входом блока управления, первый источник опорного напряжения через первый ключ соединен с вторым выводом первого масштабного резистора, управляющие входы ключей соединен.: с выходом бло- ка управления, второй источник опорного напряжения соединен с одним выводом второго ключа 2. Это устройство обладает недостаточ- ной точностью. Цель изобретения - повьпиечие точности. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит генератор счет ных импульсов, суммирующий четчик, реверсивный счетчик, инвертор, цифроуп- равляемый резистор, причем другой вывод второго ключа соединен через после довательно соединенные инвертор и циф- роуправляемый резистор с вторым выводо второго масштабного резистора и непосре ственно с вторым выводом первого масштабного резистора, управл5пощие входы цифроуправляемого резистора соединены с выходами суммируюш;его счетчика, выход генератора счетных импульсов подключен к счетным входам суммирующего И реверсивного счетчиков, выход ревер- сивного счетчика является выходом устройства, управляющие входы генератора счетных импульсов, суммирующего счетчика и реверсивного счетчика соединены с соответствующими выходами блока управления, второй и третий входы которого соединены с входами устройства. На фиг, 1 изображена функциональная схема множительного устройства; на фиг. 2, а, б, в, г, д, е, ж, з графически представлены временные диаграммы его работы. Устройство содержит два источника 1 и 2 опорного напряжения, два масш- табных резистора 3 и 4, интегратор 5, нуль-орган 6, блок 7 управления, первый 8 и второй 9 ключи, генератор 10 счетных импульсов , суммирующий счетчик 11, реверсивный счетчик 12, инвертор 13, цйфроуправЛяемый резистор 14. Принцип повышения точности преобразования и представления произведе- .ния дйух широтно-импульсных величин в цифровой формесостоит в следующем. Известно, что t .t Г j dt--tnCl + t) -en(i+tr(2) Если сформировать сумму интегра- лрв с поаьштегральной функц; ей вида (2) по двум временным аргументам -1 ... I-Tdt+I --rdt e-nCH-n,),,) и приравнять ее интегралу с точно та- крй же подынтегральной функцией по выходному временному aipryMeHTy еп и-ьс,) : dt-eh(U,, Из последнего уравнения непосредственно получим г ВЫХ 1- 2 -1- 2Преобразуя известными средствами временной интервал ,, в выходную цифровую величину N с одновременной компенсацией линейных составляющих С и tg I подучим выражение (1) Устройство работает следующим образом. Рабочий цикл устройства начинается с установки счетчика 11 в нулевое состояние, а реверсивного счетчика 12 в нулевое состояние и режим вычитания. Исходным состоянием ключей 8 и 9 является разомкнутое, а исходным зарядом конденсатора интегратора 5 - ну- левой ( обеспечивается в конце рабочего, цикла). При поступлении на вход блока 7 управления входных широтно-импульсных сигналов. Т , То (см. фиг. 2, пример б, в) им вырабатьшается сигнал А . (см. фиг. 2, пример е), замыкающий ключ 8 и запускающий генератор 10 счетных импульсов. Выход последнего соединен со счётными входами счетчика 11 и реверсивного счетчика 12, предварительно установленного в режим вычитания. При этом на вход интегратора поступает ток и„.1 (см. фиг. 2, пример ,и Л fc.t .. 4 ,(з) ail E. l -f r-f -ioltfct -t ID Ч О ВА -напряжение источника 1; гДе 1 -проводимость резистора младшего разряда цифроуправляе- мого резистора 14, а также проводимость резисторов 3, 4}. f J.J. - частота счетных импульсов генератора 10; fc - текущее время. 1;5слодствие протекания в течение промежутка времени мин (С Тп ) этого тока (см, фиг, 2, пример 6) на выходе интегратора возникает напряжение UJ:.Lj(cM. фиг. 2, пример з). ,х. л ин№„г;,) ) /Odt- Бblxr cJ4x ° Е Y ° - (Hij.MMH(t7,i:2)). (4 - величина емкости конденсагдетора интегратора., В момент времени -fc - мин (t, й. ) управляющим сигналим А g размыкается ключ 8 и прекращается подача Ьчетных импульсов на реверсивный счетчик 12, который переключается в режим Сложения. Так, на счетчике 12 формируется код W ;, 2 , ( см. фиг. 2, пример д) с числовым, эквивалентом .U -fc MMHCr.tj,). (5) Счетчик 11 продолжает работать в счет ном режиме до момента времени -t-MOK (tr ) определяемого входными ши- ротно-импульсными сигналами. В момен времени i:MaKC( Т , Tg) блоком 7 управ ления вырабатывается управляющий сигнал Ал , замыкающий ключ 9 и обеспечивающий подачу Счетных импульсов на вход счетчика 12, переключенного в режим сложения. При этом на вход интегратора поступает входной ток Л (см - D л . фиг. 2, пример ж). -..к Л гдеE величина напряжения опорного источника 2. В результате интегрирования на выхо де интегратора формируется напрйжение М12-) вытч - . г-,с2)(.... .) с J ВЫ BblX-f MdKCl-c jir,) |enH.f, -11 .- ftbu-i е n j- ма КС (.-гг ,r.i ) ,. момент времени, в который величина напряжения на вы ходе интегратора достигает нулевого значения. В этот момент времени по сигналу нуль-органа 6 блок 7 управления выраба 6 6 гывает управляющий сигнал A , размыающий ключ 9 и прекращающий подачу четных импульсов на счетные вхрды счетиков 11 и 12. Из уравнения (7), приравняв Ugbtx.улЮ| определим величину интервала вре- мёни -fc. . Подставляя выражение (4) в (7), получим: .мин(tr,r)--liJ- D- fch .vh .,. fict: Отс.ода следует fc -c,-tt: Ч ) ЧТО соответствует коду N - на счетчике 11с числовым эквивалентом N . и-коду ,j на счетчике 12 с числовым эквивалентом Ch- iVНа счетчике 12 получен код, число:вой эквивалент которого равен произведению врек1енных интервалов Zr. и То с коэффициентом пропорциональности f 2 , что и является искомым: рёзультйтом. Полученный результат хранится на счетчике 14 до начала следующего, рабочего цикла. Предлагаемое устройство выгодно отличается от известных повыщенной точностью преобразования. Формула изобретения Множительное устройство, содержащее два источника опорного напряжения, два масщтабных резистора, первыми выводами соединенные с входом интегратора, выход которого через нуль-орган соединен с первым входом блока управления, первый источник опорного напряжения через первый ключ соединен с вторым выводом первого масщтабного резистора, управляющие входы ключей соединены с выходом блока управления, второй источник опорного напряжения соединен с одним выводом второго ключа, отличающееся тем, что, с целью повьпления точности, устройство содержит генератор счетных импульсов, суммирующий счетчик, .реверсивный счетчик, инвертор, . цифроуправляемый. резистор, причем другой вьгоод второго ключа с;оединен через последовательно соединенные

1Ш1|ертор н цифроуправляемый резистор с вторым выводом второго масштабного резистора и непосредственно с вторым вьгаоцом первого масштабного резистора, управляющие входы цифроуправляемого рёбйсггЪра соединены с выходами суммирующего счетчика, Выход генератора счетных импульсов пбдключен к счетным входам суммирующего и реверсивного счетчиков, выход реверсивного счетчика является выходом устройства, управляющие входы генератора счетных импульсов

суммирующего счетчика и реверсивного счетчика соединены с соответствующими выходами блока управления, второй и трв тнй входы которого соединены с входами устройства.

Источники информации, пр Цятые во внимание при:экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР f« 260290, кл. Q Об G 7/16, 1968..

2.Авторское свидетельство СССР Jvfe 418860, кл; G 06 Q 7/16, 197 (прототип)..

ь -ИМТФ14г.1

A A JL JLJLJLJ

MUH(T,,ti}

fifanc (tj,Tf)

9 %

.

HL

Л

A

%

ж