Множительно-делительное устройство Советский патент 1980 года по МПК G06G7/16 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве специализированного цифрового вычислителя, реализующего множительноделительные операции над переменными, Зй1цанными в виде нелинейных функций, независимых аргументов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является вычислительное устройство, осуществляющее множительно-делительную операцию и состоящее из элементов с параметрами, управляемыми тремя входными и выходной переменными соответственно источника питания, усилителя разбаланса и управляемого/ генератора выходной переменной .

Однако в этом устройстве в качестве управляемых элементов применены управляемые проводимости, что способствует увеличению погрешностей выполнения эа- ланных операций за счет замыкания токов управления однопозиционными полупроводниковыми ключами, коммутирующими резисторы, на которых построены эти проводимости, через входную цепь усилителя разбаланса.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что множительно-делительное устройство, содержащее управляемый генератор выходного кода, управляющий вход которого соединен с выходом усилителя раз10баланса, источник питания, содержит функциональные цифроаналоговые преобразователи и развйзывающие усилители, причем управляющие входы первого, второго и третьего функциональных цифро15аналоговых преобразователей подключены к входам устройства, а управлякмцие входы четвертого - к выходам генератора выходного кода, источник-питания соединен со входами первого и второго функ20циональных цифроаналоговых преобразователей, выходь которых через развя- зываюшие усилители связаны со входами соответственно третьего и четвер373:того фу1гкшюнапьных цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединешз со входами усилителя разбапансп. При об7зединении соответствующих управляющих входов первого и второго ш фроаналоговых преобразователей и третьего и четвертого цифроаналоговых. преобразователей устройство становится фун циональным преобразователем функции од ной переменной, обладающим расширен:ными функциональными возможностями по сравнению с возможностями нелинейньзх преобразований каждого аргумента ;В исходной схеме. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - вариант схемы с ;попарно объединенными управляющими вх дами цифроаналоговых преобразователей. Устройство содержит функциональные ц,иф|роаналогоБые преобразователи 1,2,3 и 4, причем каскадно включенные через развязывающий усилитель 5 преобразователи 1 и 3 образуют одну ветвь моста, а каскадно включенные через развязы- Бающий усилитель 6 преобразователи 2 W 4 другую ветвь, истоЧ1шк 7 питания усилитель 8 разбаланса, управлявмь1й ге ;ратор 9 выходного кода. Напряжение U питания мостовой сх является общим опорнь М напряжеьше д1зух цепочек изКаскадно соединенных цифроаналоговых преобразователей. Верщины мостовой схемы, относящиеся к измерительной диагонали, т.е. выходь функциональных цифроаналоговых пр :образоватепей 3 и 4 соединены со входами усилителя 8, В схеме (фиг. 1) управляющие входы функциональных, цифроаналоговых преобразоватепей 1, 2 и 3 подключень/ к соответствующим входам устройства, на которые подаются коды М N2 и NT, i управляющие входы функционального цифроаналогового преобразователя 4 - к выходам генератора 9 выходного кода ЬЬ, т.е. к вь ходам устройства, В схеме (фиг. 2) объединенные управ ляющие входы цифроаналоговых преобразователей 1 и 2 связаны с шинами вход ного кода , а объединенные управляющие входы преобразователей 3 и 4 с пшнами выходного кода Ny . Устройство работает следующим об.разом. При изменениях входных кодов измеряются выходш.те напряжения соответствующих цифроаналоговых преобразователе 4 возникает напряжение разбаланса мостовой схемы, которое усиливается усилителем 8 и поступает на вход генератора 9. Под воздействием усиленного напряжекия разбаланса генератор 9 изменяет выходной код таким образом, чтобы восстановить равновесие, моста, т.е. равенство выходных напряжений U-, преобразователей 3 и 4 соответственно. Так как U3--UF(,,,( N5 , U4-U .). где (М.-) - функциональные характеристики цифроаналоговых преобразователей, управляемых кодами N-jJ ,2,3,4. то равенство -, , автоматически поддерживаемое компенсационной системой устройства, соответствует получению множительно-делительной функциональной характеристики устройства в виде к.ф, 4 4 I ) j где Ф - функция, обратная функции р4 предложенное устройство позволяет получить выходной код в виде функции от произведения функции двух входных кодов, деленного на функцию третьего входного кода, причем требуемый вид всех четырех функций может быть задан соответствующими характеристиками Рл В частном случае все цифроаналоговые преобразователи могут иметь линейные характеристики, тогда предложенное устройство реализует обычную множительно-делительную зависимость ы No Характеристика предложенного устройства не зависит от напряжения питания мостовой схемы, и потому источник 7 питания моста .может быть нестабилизированным. Кроме того, он может быть источником напряжения как постоянного, так и переменного тока. Использование для питания моста напряжения переменного тока позволяет выполнить усилитель (напряжения) разбаланса в виде усилителя переменного тока, что также способствует снижению погрещностей работы устройства за счет исключения дрейфа нуля этого усилителя. В схеме (фиг. 2), работающей в режиме функционального преобразования одной 57 переменной, анапогично обеспечивается равновесное состояние, при котором име ет место равенство ; (. соответствующее характеристике преобразования, определяемой выражением Р4()(ик) F,(N,V Это выражение показывает широкие возможности получения разнообразных функциональных зависимостей, реализуемых предложенным устройством при его работе в таком режиме, за счет взаимного подбора функциональных характеристик четырех независимых цифроанало говых преобразователей. Из этого выражения видно, что в полученном цифровом функциональном преобразователе лег ко например, реализовать функциональну зависимость вида функции от функции пр задании последней в виде отношения дву функций одного аргумента; легко также осуществить аппроксимацию заданных фу ций дробно-рациональным приближением как непосредственно заданной функции, так и функции обратной заданной. На основе предложенного устройства могут быть построены специализированные вычислители, работающие в режиме связи с универсалыюй ЦВМ и разгружающие ее программы от реализации сложных вычислений типа множительноделИтельных операций над нелинейными функциями разных аргументов и вычислений по сложным функциональным за висимостям. При необходимости реализации многократных вычислений по од- 2 нотипным зависимостям такого вида применение в вычислительной системе подобных вычислителей позволяет получить экономический эффект за счет существенной экономии дорогостоящего машинного вре мени универсальной ЦВМ. Форм у л а изобретения Множительно-делитепьное устройство, содержащее управляемый генератор выходного кода, управляющий вход которого соединен с выходом усилителя разбаланса источник питания, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности, оно содержит функциональные цифроаналоговые преобразователи и развязывающие усилители, причем управляющие входы первого, второго и третьего функшюнальных цифроаналоговых преобразователей подключены к входам устройотва, а управляющие входы четвертого - к выходам генератора выходного кода, источник питания соединен со входами первого и второго функциональных цифроаналоговых преобразователей, выходы которых через развязываюшие усилители связаны со входами соответственно третьего и четвертого функциональных цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены со входами усилителя разбаланса. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Смолов В. Б. и Фомичев В. С. Аналого-цифровые и цифроаналоговые нелинейные вычислительные устройства. Л., Энергия , 1974, с. 162-176 (прототип).

А/л

1