Устройство для умножения электрических сигналов Советский патент 1982 года по МПК G06G7/164 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

i

Изобретение относится к аналоговой вычиспктельной технике,

Известны устройства, предназначенные для умножения электрических сигналов, содержащие усилительные элементы и квадраторы til .

Недостатком этих устройств является то, что они обладают ограниченными функциональными возможностями.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для умножения, содержащее согласующие усилители, входь которых являются соответствующими входами устройства, а выходы подключены ковходам суммирующего квадратора, к входу каждого аз согласующих усилителей подключен вход соответствующего квадратора, первые, из разноименных выходов квадратора соединены, втброй выход одного из квадраторов подключен к одному выходу устройства, а второй выход другого квадратора соединен с одноименным выходом суммирующего квадратора, кторо выход

koToporo подключен ко второму выходу устройства, источник регулирующего напряжения, выход которого подключен ко входу суммирующего квадратора. Это. устройство позволяет производить как операции умножения, так и операции нахождения корней приведенного квадрат ного уравнения 2 .

Однако операция нахождения корней приведенного квадратного уравнения вы10полняется вручную - сигнал на выходе источника регулируемого напряжения изменяк)Т до тех пор, пока на выходе устройства установится нуль. Эти действия затрудняют процесс вычислений и увели15чивают время рещейия задачи.

Цель изобретения - повьщ1ение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для умножения сигналов, содержащее два согласующих усилителя, входы которых соответственно являются первым и вторым входами уст ройства, первый сумматор, первый и вто рой входы которого соответственно подключены к выходам первого и второго согласующих усилителей, три квадратора вход первого квадратора подключен к вы ходу первого сумматора, введены второй сумматор, интегратор и переключатель, входы второго.и третьего квадратфов соответственно подключены к выходам первого и второго согласующих усилителей, а выходь первого, второго и третье го квадраторов соответственно подключены к гтервому, второму и третьему входам второго сумматора, прямой выхо которого является первым выходом устройства, инверсный выход сумматора подключен к первому входу переключате ля, первый выход которого подключен к входу шгтегратора, выход интегратора является вторым выходом устройства и подключен ко второму входу переключа. теля, второй выход которого подключен к третьему входу первого сумматора. На чертеже приведена функциональная схема устройства для умножения электричесжих сигналов. Устройство для умножения электрических сигналов содержит два согласующих усилителя 1 и 2, три квадратора 3,4 и 5, два сумматора 6 и 7, переключатель 8 и интегратор 9, первый вход 10 устройства, второй вход 11 ус ройства, первый вькод 12 устройства и. второй выход 13 устройства. Входы согласующих усилителей 1 и 2 соответственно являются входами 10 и. 11 устройства, а вькоды подключенных ко входам квадраторов 4 и 5 и первым и вторым сумматора 6. Выход сумматора б подключен ко вхоОу квадратора 3, а инвертирующие вькоды квадраторов 4 и 5 соединены со входами сумма тхфа 7. Неинвертирующий вькод. сумматора 7 является первьхм вькодом 12 устройства, а инвертирующий выход сумматора 7 подключен к первому входу переключателя 8. Первый вькод переключателя 8 соединен со входсм интегратора 9, Выход интегратора 9 является вькодом 13 устройства и подключен ко второму входу переключателя .8. Второй вькод переключателя 8 соединен с третьим входом первого сумматора 6. Устройство работает следующим обра зоц.„ В положении переключателя 8, изображенном на чертеже, интегратор 9 отключей от инвертирующего выхода cjrMMa гора 7 и от. третьего входа сумматора 6 На входы 10 н 11 устройства пояаюгся сигналы e и Ъ соответственно, подлежащие перемножению, которые через согласующие усилители 1 и 2 поступают на входы квадраторов 3, 4, 5. На выходах квадраторов 4 и 5 образуются сигналы Uft соответственно, равные квадратам поступивших на их входы сигналов. У.«я1. Vb.. На выходе квадратора 3 oбpaiзyeтcя сигнал Uj равный квадрату суммы сигналов а и b , поступивших на его вход УЗ-СО ЪА (а) Сигналы с выхода квадратора 3 и с инвертирующих выходов квадоагооов 4 и б поступают на входы сумматора 7. На выходе сумматора 7 образуется сигнал равный сумме сигналов, поступающих на его входы, который подается на выход 12 устройства. С учетом того, что используются инвертирующие выходы квадраторов 4 и 5 сигнал U определя U YU -VJ. 14) с учетом уравнений (1) и (2) полу . .Таким образом, на выходе 12 устройства образуется сигнал, пропорциональный произведению входных сигналов, т.е. устройство выполняет операцию перемнож нияВ положении переключателя 8, противоположном изображенному на чертеже, интегратор 9 подключается своим входом к инвертирующему выходу сумматора 7, а выходом - к третьему входу сумматора 6. На входы 1О и 11 устройства поступают сигналы О и b . пропорциональные коэффициентам р и с приведенного квадратного уравнения вида , (4) Величины q и t удовлетворяют условиям )Р ХОЪ- Как и ia предыдущем случае, поданные на вход устройства сигналы через согласующие усилители 1 и 2 поступают на входы квадраторов 3, 4 и 5. Кроме того, на выход сумматора S поступает изменяющийся сигнал Of с выхода интегратора .9. Таким образом, на выходе сумматора 6 действует сумма сигналов со входов устройства и с выхода интеграто. ра 9. Поэтому на выходе квадратора 3 образуется сигнал U, равный квадрату суммы поступивших на его вход сигналовU() nabmu b 0s На выходах кваараторов 4 и 5, как и в предыдущем случае, образуются сигн лы и и UQ, определяемые рабенсгвами (1), когорые совместно с сигналом U поступают на сумматор 7. На выходе сумматора 7 образуется сигнал U-. С учетом формул (1) и (6) получаем 0 0 -0 -и л Ь и| 1аЪН1а 1))5-ci -b u|+Ua+b). IT) Сигнал навыходе-интегратора 9 изменяется до тех пор, пока на его вхог де установится нуль, т.е. до выполненияусловияЗа счет обратной связи, осуи4ествляемой с помощью интегратора 9, JB устройстве автоматически поддерживается выполнение условия (8). С учетол формулы (7) при выполнении условия (8) сигнал Uj соответствует значению одного из кор най приведенного квадратного уравнения (4). Этот сигнал поступает на выход . 13 устройства. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет выполнять операции как умножения, так и нахождения корней приведенного квадратного уравнения. Однако в отличие от известного вычисления осуздеств/1яются автоматически и с большим быстродействием. Формула изобретения Устройство для умножения электрических сигналов, содержащее два согласующих усилителя, входы которых соответственно являются первым и вторым входами устройства, первый сумматор, первый и второй входы которого соответ ственно подключены к выходам первого и второго согласующих усилителей, три, квадратора, вход первого квадратора под-, кдючен к выходу первого сумматора, о т личающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй сумматор, интегратор и переключатель, входы второго и третьего кваараторов соответственно подключены к выходам первого и второго -согласующих усилителей, а выходы первого, второго и третьего квадраторов соответстве.нно подключены к первому, второму и третьему входам второго сумматора, прямой выход которого является первым выходом устройства, инверсный выход сумматора подключен к первому входу переключателя, первый выход которого подключен к входу интегратора, выход интегратора является вторым выходом устрой-, ства и подключен ко второму входу переключателя, второй выход KOTORoro подключен к третьему входу первого сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское-свидетельство СССР № 586464, кл. И 06(5 7/16, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР № 64273О, кл. (506С5 7/16, 1977 (прототип)