Время-импульсное множительное устройство Советский патент 1979 года по МПК G06G7/161 

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам времяимпульсного типа и может быть использовано в вычислительных машинах, и системах промышленной автоматики. Известны время-импульсные множител ныё устройства, содержащие широтно-им- пульсные модуляторы, подсоединенные ко входам схемы совпадения flj. Это устройство характеризуется не- высокой точностью выполнения ВЬ1ЧИСЛН- тельной операции. Из известных устройств аналогично, го назначения наиболее близким к изобретению является время-импульсное множительное устройство, содержащее соединенные последовательно первый сумматор, основные интегратор и релейный элемент, выход которого подключен к од ному входу первого сумматора, второй вход которого присоединен к первому входу устройства, соединенные последовательно второй сумматор, дополнитель вые интегратор и релейный элемент, выход которого подключен к одному входу второго сумматора, второй вход котОро- го подсоединен ко второму входу устройства, выходы основного и дополнительного релейных элементов подключены ко входам выходного блока логической функции .Равнозначность Г21. Однако в этом устройстве происходит изменение частоты модуляции выходного напряжения в зависимости от соотношения сигналов-сомножителей, приводящее к росту пульсации в выходном напряжеНИИ и уменьшающее точность работы. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Для этого во время-импульсное множительное устройство введены последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов и делитель частоты, выход которого подключен к третьему входу второго сумматора, а выход генератора прямоугольных импульсов подсоединен к третьему входу первого сумматора. На фиг. 1 дана функциональная схема предложенного время-импульсного множительного устройства; на ц1яг. 2 и 3 изображены эпюры напряжений поясняющие работу устройства, - Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, основной интегратор 2, основной релейный элемент 3, делитель 4 частоты, дополнительный интегратор 5, дополнительный релейный элемент 6, выходной блок 7 логической функции Равнозначность, первый и второй сумматоры 8 и 9, первый и второй входы 10 и 11 устройства, выход 12 устройства, На фиг, 2а и За изображен сигнал ге нератора 1 прямоугольных импульсов; на фиг. 26 - прямоугольное напряжение на выходе основного релейного элемента 3 при нулевом сигнале-сомножителе на первом входе 10 устройства; на фиг. 36 то же напряжение при некотором значении этого сигнала-сомножителя. На фиг. 26 изображено пилообразное напряжение на выходе основного интегратора 2, На фиг. 2в изображен сигнал делителя 4 частоты ; на фиг. 2г - пилообразное напряжение на выходе дополнительного интегратора 5 и прямоугольное напряжение дополнительного релейного элемента 6. На фиг. 2д изображено выходное напряжение устройства при нулевых зн1аче- ниях сигналов-сомножителей, действующих на первом и втором входах 10 и 11 устройства. На фиг, Зв изображено напряжение до полнительного релейного элемента 6 при нулевом значении сигнала- ;омножителя на втором входе 11 устройства На фиг. Зг изображено выходное напряжение устройства, при нулевом сигнале-сомножителе, действующем на втором входе 11 устройства. На фиг, Зд изображено напряжение до полнительного релейного элемента 6 при действии сигнала-сомножителя на втором входе 11 .устройства. На фиг. Зе изображено выходное напряжение устройства при действии сигналовг-срм ожителей на его входах. Устройство работает следующим образом. Первый сумматор 8, основной интегратор 2 и основной релейный элемент 3 представляют собой в совокупности автоколебательную систему. Второй суммато 9, дополнительный интегратор 5 и допол нительный юлейный элемент 6 также образуют автоколебательную систему. Основной и дополнительный релейные элементы 3 и 6 имеют равные пороги переключения и симметричные относительно нулевого уровня характеристики. Постоянные времени основного и дополнительного интеграторов 2 и 5 равны. На выходах основного и дополнительного релейных элементов 3 и 6 формируется прямоугольное напряжение с равной амплитудой положительных к отрицатель- ных импульсов. При нулевых значениях сигнала-сомножителя, действующего на первом входе 10 устройства, и выходного напряжений генератора 1 прямоугольных импульсов выходное напряжение основного интегратора 2 имеет пилообразную форму и симметрично относительно нуля. При этом среднее значение за период автоколебаний прямоугольного напряжения на выходе основного релейного элемента 3 равно нулю. Наличие сигнала-сомножителя на первом входе 10 устройства приводит к из-i менению длительностей импульсов прямоугольного напряжения на выходе основного релейного элемента 3. В интервале времени, когда сигналсомножитель и сигнал обратной связи . Совпадают по знаку, складываясь на первом сумматоре 8, скорость нарастания выходного напряжения основного интегратора 2 определяется суммой указанных сигналов. После переключения основного релейного элемента 3, скорость нарастания выходного напряжения основного интегратора 2 определяется раз- нсютью сигнала-сомножителя и сигнала обратной связи.. В результате среднее значение за период автоколебаний напряжения на выходе основного релейного элемента устанавливается пропорциональным величине сигнала-сомножителя, действующего на первом входе 10 устройства. Автоколебательная система, состоящая из второго сумматора 9, дополнительного интегратора 5 и дополнительного релейного элемента 6, работает аналогичным образом. Известно, что при подаче на вход автоколебательной системы периодического воздействия с амплитудой, превышающей величину допустимого входного сигнала, режим автоколеб ний будет на)6 Ilyiiieii и система перейдет в режим вынужденных колебаний с частотой внеш.него воздействия. В .предложенном устройстве используется это свойство авто колебательной системы. Сигнал с выхода генератора 1 прямоугольных импульсов переводит автб колебательную систему из первого dyi« матора 8, основного интегратора 2 и ос новного релейного элемента 3 в режим вьшужденнык колебаний с частотой сигнала генератора 1 прямоугольных импул сов. В интервале времени i (см. фиг. 26 при нулевом значении сигнала-сомножите ля на первом входе 10 устройства, скорость изменения напряжения на выходе основного интегратора 2 зависит от сум мы воздействий сигналов с генератора 1 прямоугольных импульсов и основного ре лейного элемента 3. В момент времени, когда напряжение на выходе основного интегратора 2 достигает нулевого уровня, основной релейный элемент 3 переключается и его выходное напряжение .меняет знак на противоположный. Это приводит к уменьшению скорости измене ния напряжения на выходе основного интегратора 2, которое продолжает изменяться в интервале времени to отринательном направлении. При смене знака сигнала генератора 1 прямоугольных импульсов напряжение на выходе основного интегратора 2 также изменяет свое направление. По истечении интервала времениi основной релейный элемент 3 вновь переключается. В дальнейшем процесс периодически повторяется. Поскольку сигнал-сомножитель на первом входе 10 устройства равен нулю и среднее значение сигнала генератора 1 прямоугольных импульсов также равно нулю, то среднее значение выходного на- пряжения основного релейного элемента 3 за период колебаний равно нулю. Коэффициент деления делителя 4 частоты сигнала генератора 1 прямоугольных импульсов равен целому четному чис лу и обычно выбирается равным двум. В этом случае на второй сумматор 9 поступает сигнал, частота которого вдво ниже частоты сигнала генератора 1 прямоугольных импульсов. Этот сигнал пе- реводит автоколебательную систему из сумматора 9, дополнительного интегратора 5 и дополнительного релейного элемента б в режим вынужденных Я6 колебаний с частотой, равной частого сигнала делителя. 4 частоты. Напряжения с -выходов основного и дополнительного релейных элементов 3 и 6 подаются на выходной блок 7 логической функции Равнозначность . Напряжение на вйхбДё 12 устройства имеет положительную полярность при совпаде- НИИ знаков указанных напряжений и отрицательную - при несовпадении знаков. За время Т (см. фиг. 2д), равное периоду сигнала делителя 4 частоты, среднее значение выходного напряжения равно нулю, так как сумма Чшошадей импульсов положительной полярности заштрихованных на фиг. 2д) равна сумме площадей импульсов отрицательной полярности. При наличии сигнала-сомножителя на первом входе Ю (или втором входе ,11) устройства напряжение на выходе основно го интегратора 5 смещается вертикально относительно порогов переключения основного релейного элемента 3 (или дополнительного релейного элемента 6). Это приводит к изменению скважности . импульсов напряжения на выходе основ ного (или дополнительного) релейного элемента 3(6), среднее значение кото- . рого устанавливается пропорциональным сигналу-сомножителю, действующему на первом входе 1О (или втором входе 11) устройства. В предложенном время-импульсном множительном устройстве период выходного напряжения при любом сочетании знаков и уровней сигналов-сомножителей равен периоду сигнала делителя 4 частоты, что придает предложенному устройству новое качество - более высокую точность работы. Формула изобретения Время-импульсное множительное устройство, содержащее соединенные последовательно первый сумматор, основные интегратор и релейный элемент, выход которого подключен к одному входу первого сумматора, второй вход которого , присоединен к первому входу устройства, соединенные последовательно второй сумматор, дополнительные интегратор и релейный элемент, выход которого подключен к одному входу второго сумматора, второй вход которого подсоединен ко второму входу устройства, выходы основного и дополнительного релейных элемен- тов подключены ко входам выходного ьло ка логической функции Равнозначность отличающееся тем, что, с целью .повьпиения точности работы, в него введены последовательно соед{шенныв генератор прямоугольных импульсов н делитель частоты, выход которого подключен к третьему входу второго суммаTt ia, а выход генератора прямоугольных гмпульсов подсоединен к третьему входу первого сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертйзе 1. Корн Г., Корн Т. Электронные аналоговые и аналого «4{и4ровые вычислительные машины. Ч. 1, -М., Мир, 1967, с. 338. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2301671/18-24, 18.12.75 (прототип).

fO Zf-

о

,

о

.

е

. о