Множительное устройство Советский патент 1982 года по МПК G06G7/16 

(Б) МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к время-импульсным множительным устройствам, и предназначено для использования в системах промышленной автоматики и вычислительной, техники.

Известно вероятностное множительное устройство (МУ), состоящее из широтно-импульсных модуляторов и элемента И ГЛ .

Недостатком известного МУ явля- , ется низкое быстродействие, обусловленное длительным временем усреднения выходных импульсов.

Наиболее близким к изобретению является МУ, состоящее из параллельных частотно-широтно-импульсных каналов преобразования сигналов-сомножителей и элемента равнозначности. Для повышения быстродействия МУ частотно-широтно-импульсные пре - образователи выполнены по принципу подчиненной синхронизации частот

автоколебаний, когда частота автоколебаний одного из преобразователей находится в целочисленном соотношении с частотой автоколебаний второго преобразователя 2.

Недостатком этого МУ является его низкая помехоустойчивость. Если на вход ведущего частотно-широтно-импульсного преобразователя воздейto ствует помеха с амплитудной, гревышающей уровень допустимого входного.сигнала, то происходит срыв режима автоколебаний как у ведущего, так и у ведомого преобразователей. При

15 этом выходной сигнал МУ достигает максимальной величины, несмотря на to, что сигнал-сомножитель на входе второго (ведомого) преобразователя может иметь нулевой уровень.

20 Цель изобретения - повышение помег хоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в МУ, содержащее элемент равнозначности, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные первый сумматор, первый интегратор, первый релейный элемент и одноаибратор, выход первого релейного элемента подключен к первому входу элемента равнозначности и к первому входу первого сумматора, второй вход которого является первым входом устройства, после довательно соединенные второй сумматор, второй интегратор, амплитудный модулятор и второй релейный элемент выход которого подключен к второму входу элемента равнознацност1г и к первому входу второго сумматора, вто рой вход которого является вторым входом устройства, введены первый и второй пороговые элементы, входы которых подключе,ны соответственно к ne вому и второму входам устройства и последовательно соединенные третий сумматор, демодулятор и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу одновибратора, а выход - к второму входу амплитудного модулятора, выходы пороговых элементов подключены соответствен но к; первому и второму входам третьего сумматора. На фиг. 1 дана структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Множительное устройство (фиг. 1) содержит сумматоры 1-3, пороговые элементы А и 5, интеграторы 6 и 7, демодулятор 8, элемент ИЛИ 9, ампли тудный модулятор 10, одновибратор 11, релейные элементы 12 и 13, элемент 1ч равнозначности, входные 15 и 16 и выходные 17 клеммы. Принцип работы МУ следующий. Сумматор 1, интегратор 6 и релей ный элемент 12 образуют ведущий автоколебательный каскад с частотноширотно-импульсной моДуляцией, пред назначенный для преобразования первого сигнала-сомножителя X(t). Тра преобразование второго сигнала-со-, множителя X2(t), выполненный на основе сумматора 3, интегратора 7, мо дулятора 10 и элемента 13, является ведомым, так как частота его автоколебаний; находится в целочисленном соотношении с частотой выходного си нала .(t) ведущего автоколебательного каскада МУ. Релейные элементы 12 и 13 имеют симметричную неинвертирующую петлю гистерезиса (фиг. 2в с порогами переключения ±В. Выходно сигнал релейных элементов 12 и 13 неизменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку в пределах, определяемых напряжением источника питания МУ. При отсутствии на входе 15 первого сигнала-сомножителя X(t) выходной сигнал ) релейного элемента 12 представляет собой двухполярные импульсы со средним нулевым значением (фиг. 2д). Переключение релейного элемента 12 происходит под воздействием выходного сигнала (t) интегратора 6 в моменты времени выполнения условия У(,() (в). Наличие сигнала X(t) приводит к изменению производной выходного сигнала интегратора 6. В интервале времени совпадения напряжений X(t) и (t) скорость изменения развертy,(t) определяется суммой токов входного и обратной связи ведущего автоколебательного каскада МУ, а в интервале несовпадения знаков сигy(t) - разностью со.налов Х. ответствующих им токов. В результате период следования импульсов на выходе релейного элемента 12 уменьшается, а их постоянная составляющая за период автоколебаний устанавливается пропорциональной уровню первого сигнала-сомножителя МУ. Сумматор 3, интегратор 7 модулятор 10 и элемент 13 служат для преобразования второго сигнала сомножителя X2(t). Амплитудный модулятор 10 осуществляет перемножение сигналов на выходе интегратора 7 и элемента ИЛИ 9. Частота автоколебаний ведущего автоколебательного каскада МУ зависит от частоты следования импульсов на выходе релейного элемента 12, соотношения постоянной времени интегратора 7 и величины порогов переключения релейного элемента 13. Одновибратор 11 осуществляет формирование импульсов малой длительности син.; ронно с началом очередного периода автоколебаний ведущего автоколебательного каскада МУ (фиг. 2д, е). В амплитудном модуляторе 10 выходной сигнал У (t) элемента ИЛИ 9 модулируется по амплитуде на уровне выходного сигнала y7(t) интегратора 7 (фиг. 2ж). Переключение релейного элемента 13((фиг. 2,з) происходит под воздействием выходного сигнала y,o(t) амплитудного модулятора 10 в моменты времени выполнения условия (t)( IBI (фиг. ). За счет синхронизации частоты автоколебаний ведомого автоколебательного каскада МУ с частотой оследования импульсов на выходе ведущего автоколебательного каскада исключается погрешность работы устройства, обусловленная нецеломисленным соотношением частот выходных сигналов релейных элементов 12 и 13. В осталь ном принцип действия ведомого автоколебательного каскада МУ соответствует принципу действия тракта, включающего сумматор, интегратор и элемент 12. Операция умножения двух сигналовсомножителей X(t) и ) осуществляется элементом 1 равнозначности знак импульсов выходного сигнала которого соответствует произведению знаков импульсов на выходе релейных звеньев 12 и 13 (фиг. 2,и) Недостатком подобного принципа перемножения аналоговых сигналов является низкая помехоустойчивость МУ Предположим, что сигнал X2(t)0, а сигнал на входе ведущего автоколебательного каскада МУ в результате действия помехи превысил уровень допустимого входного сигнала МУ. Это приводит к срыву режима автоколебаний ведущего автоколебательного каскада множительного устройства, и сигнал на выходе релейного элемента 12 принимает фиксированное значение. В результате автоколебания в ведомом автоколебательном каскаде МУ также прекращаются и сигнал на выходе блока Ц принимает максимальное значение, несмотря на то, что X(t)0. Для исключения указанного недостатка в схему множительного устройства введены сумматор 2, пороговые элементы и 5, демодулятор 8 и элемент ИЛИ 9. Пороговые элементы и 5 выполнен с зоной нечувствительности +С и имею характеристики, показанные на фиг.2 б. Порог срабатывания .+С выбирается из условия ,|±С|-tl+Xgl , где допустимый входной сигнал ведущего и ведомого автоколебательных каскадов МУ, Демодулятор 8 предназначен для выпрямления выходного сигнала сумматора 2i Его характеристика представлена на фиг. 2,г. Предположим, что сигнал ) на входе сумматора 1 превысил уровень: (±С), а сомножитель Xo(t) находится в пределах зоны нечувствительности порогового элемента 5. Тогда на выходе блоков i, 8 и 9 формируется сигнал логической 1, под воздействием которого ведомый автоколебательный каскад МУ переходит в режим собственных автоколебаНИИ, что исключает ошибку работы устройства из-за превышения сигналом Xj|(t) уровня допустимого входного сигнала ведущго автоколебательного каскада. Пороговый элемент 5 введен в схему МУ с целью исключения режима собственных автоколебаний ведомого автоколебательного каскада в случае одновременного выполнения условий Ui(t)l 1(±С), |X2(t)|)--±C/., когда частоты сигналов y,n(t) , ) близки друг к другу и перевод сумматора 3, интегратора 7 и релейного элемента 13 в режим собственных автоколебаний может вызвать существенную ошибку работы устройства. При этом на выходе пороговых элементов и 5 формируются сигналы логической 1 различного знака, и напряжение на выходе сумматора 2 равно нулю. В результате сумматор 3, интегратор 7, модулятор 10 и релейный элемент 13 продолжает работать в качестве ведомого автоколебательного каскада МУ. Наличие порогового элемента 5 для случая lX(t). |X(t) не влияет на работу схемы, так как при |Х 2(t) |X, автоколебания в сумматоре 2, инвертора 7, модулятора 10 и релейного элемента 13 принципиально невозможны. Таким образом, введение в схему множительного устройства сумматора 2, пороговых элементов , демодулятора 8 и элемента ИЛИ § позволяет повысить его помехоустойчивость. Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями, приведенными выше. Формула изобретения Множительное устройство, содержащее элемент равнозначности, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные первый сумматор, первый интегратор, первый релейный элемент и одновибратор, выход первого релейного элемента

подключен к первому входу элемента равнозначности и к первому входу первого сумматора, второй вход которого является первым входом устройства, последовательно соединенные второй сумматор, второй интегратор, амплитудный модулятор и второй релейный элемент, выход которого подключен к второму входу элемента равнозначности и к первому входу второго сумматора, второй вход которого является вторым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения помех устойчивости, в него введены первый и второй пороговые элементы, входы которых подключены соответственно к первому и второму входам у ;тройства

и последовательно соединенные третий сумматор, демодулятор и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу одновибратора, а подIключей к второму входу амплитудного модулятора, выходы пороговых элементов подключены соответственно к первому и второму входам третьего сумматора. .

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

рис. У-45.

;7

W

()