Устройство для вычисления функции

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистическнк Республик(6) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 28. 08. 81. (21) 3329739/18-24 Р 11 М.Кл. 6 06 0 7/12 с присоединением заявки Но -(23) ПриоритетГосударственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй(7) Заявитель А-ВСЛЕНИЯ ФУНКЦИИА+В 54) УСТРОЙСТВО ДЛ и В, и их сум- зволяет уменьши при близких зн к в нем сначал рознь находят нальных ве ми ров анинЭто уст погрешност чениях А и складывают личинам АС 23ройство ирешенияВ, так кАиВ,п ть А В В А+В А 8инвертируют + и А складывают с . При это каждое вделимое А близкую к ния меньш разности, нако устро точность поскольку два блока еличину, нерешность делеелении их величины. Однедостаточную еализации,своем составе и В имеет нулю, и почем при д т,е. малой йство имеесложно в р содержит в деления. 2 е бли предл сод олярны триг е ген и кНаиболсущностиу ст рой ствдва разносумматор25 соединеннынапряженипараторовгера, а втдами устроЗ 0 подключ ен ератор пи омпаратор. ичены к в их входы Вход НС ому из плп ун йст к о н Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в измерительной технике, для подсчета коэффициента модуляции ради сигнала, относительных погрешностей и в аналоговых счетно-решающих устройствах для вычисления функцииА-Вд+В . Здесь под А и В понимаются независимые переменные, заданные в виде однополярных напряжений.Известно устройство для реализа" ции этой функции, основанное на использовании элементарных операций - сложение, вычитание, деление, в ко тором сначала сигналы А и В склады" вают, вычитают и делять разность на сумму 1) .. Недостаток этого устройства заключается в том, что при значениях А и В, близких друг к другу, делимое .(А-В) имеет малую величину, которая в зависимости от сОотношения А и В может менять знак, деление малой знаконеременной величины приводит к значительньм погрешностям.Известно также устройство для выА"Вчисления ф кцнн , основанноеА+В рмировании сигналов, пропор ким по техническойоженному являетсяржащее ЙС-фильтр,х пиковых детектора,ер, последовательнолообразногоВыходы комходам тригявляются вхо-.а выход - к входам пиковых детекторов, выходы пиковых детекторов подключены к входам сумматора, выход которого является выходом устройства (3,Недостатком этого устройства является низкая точность вычисления функции, так как точность устройства в основном определяется неидентичностьюарактеристик генераторов пилообразного напряжения, компарато ров и разнополярных пиковых детекторов, входяцих в состав устройства.Выполнение жестких требований по идентичности укаэанных элементов является задачей трудновыполнимой, 15 а невыполнение ее ведет к увеличе- .нию погрешности вычисления Функции.Цель изобретения - повышение точности вычисления.Указанная цель достигается тем, 2 О что в известное устройство для выА-Вчисления Функции , содержаА+В щее компаратор и усредняищий фильтр, введены интегратор, источник опорного напряжения и два коммутатора, причем первый и второй сигнальные входы первого коммутатора являются соответственно первым и вторым входами устройства, а выход подключен к ЗО входу интегратора, первый сигнальный вход второго коммутатора соединен с источником опорного напряжения, второй вход подключен к шине нулевого потенциала, а выход соединей с пер вым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход соединен с управляющи" ми входами, коммутаторов и входом усредняющего Фильтра, выход которого 4 О является выходом устройства.На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на Фиг.2 а - эпиры напряжения на выходе интегРатора О, а - эпиры напряже ний на выходе компаратора Ок и на выходе усредняющего фильтра 1)ср .Устройство содержит первый коммутатор 1, входы которого соответственно подкл 1 очены к первому и второму входам устройства, источник опорного напряжения 2, второй коммутатор 3, входы которого соответственно подключены к выходу источника опорного напряжения и к шине нулевого потенциала, интегратор 4, вход ко торого подключен к выходу первого коммутатора 1, компаратор 5, входы которого, соответственно подключены к выходу интегратора 4 и к выходу второго коммутатора 3, усредняющий 60 Фильтр б, выход которого является выходом устройства, выход компаратора 5 подключен к управлякюаим входам коммутаторов 1 и 3 к входу усредняющего Фильтра б. 65 Устройство работает следующим образом.Допустим, что в начальный момент коммутатторы 1 и 3 находятся в положении., как показано на фиг.1, а на выходе компаратора 5 имеем положительный перепад напряжения. Сигнал В подается на вход интегратора 4,. на выходе которого сигнал линейно нарастает., При достижении линейно нарастяющим напряжением с выхода интегратора 4 величины сд .(момент времени , компаратор 5 переходит в другое противоположное состояние., т.е. на его выходе отрицательный перепад напряжения, под воздействием которого коммутаторы 1 и 3 перебрасываются в другое положение, противоположное показанному на фиг.1. При этом на вход интегратора 4 подается сигнал А. На выходе интегратора 4 сигнал начинает падать и при достижении им величины 0 (момент времени 1) компаратор 5 переходит, в другое. состояние, т,е. на его выходе положительный перепад напряжения. Коммутаторы 1 и 3 возвращаются в состояние, показанное на фиг.1 и к входу интегратора 4 подключается сигнал В.Далее сигнал на выходе интегратора 4 начинает линейно наростать и цикл повторяется.Таким образом, на выходе компаратора 5 будем иметь периодическую последовательность импульсов, имеющих форму меандра (фиг.2 Я, у которой длительность положительных импульсов пропорциональна величине 1В1а отрицательных, период пропор 1 1ционален их сумме ( + ).Сигнал 0 с выхода компаратора 5,проходя через усредняющий Фильтр б,усредняется во времени. На выходеусредняющего фильтра4 6д =кФ Ф +1где К - коэффициент передачи усредсрняющего Фильтра.Таким образом,.на выходе усредняющего Фильтра имеем сигнал,пропорциональный Функции А-ВА+Вдлительность импульсов Формируется с помощью одних и тех же интегратора и.компаратора,поэтому погрешности, вносимые в результат за счет неидентичности компараторов и генераторов пилообразного напряжения в предлагаемом устройстве в отличие от прототипа, отсутствуют. Следовательно предлага.Проектная филиал . ППП г.ужгород,емое устройство имеет более высокую точность, чем прототип. Кроме того, устройство проще. Вновь введенные элементы не представляют технической трудности при их реализации. Интегратор и усреднякщий фильтр, например, могут быть реализованы на операционных усилителях, а коммутаторы в :на полевых транзисторах,Погрешность вычисления Функции в предлагаемом устройстве в 5 раз меньше, чем у прототипа. Формула изобретения15Устройство для .вычисления Функции А-В содержащее компараторАфВи усредняюший фильтр, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности вычисления, в него введены интегратор, источник опорного напряжения и два коммутатора, причем первый и второй сигнальные входы первого коммутатора являются соответственно первым и вторым входами Я 5 устройства,а выход подключен к входу интегратора, первый сигнальныйвход второго коммутатора соединен систочником опорного напряжения,второй вход подключен к шине нулевого потенциала, а выход соединен спервым входом компаратора, второйвход которого подключен к выходу интегратора, а выход соединен с управляющими входами коммутаторов и входом усредняющего Фильтра, выход которого является выходом устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Коган Б.Я. Электронные моделирующие устройства и их применениедля исследования систем автоматического регулирования. М., Госиздательство Физико-математической литературы 1959, с 319-328,2. Жилинскас Р.П. Измерители от.ношения в радиоизмерительной технике.,М., фСоветсвое радио, 1975.3. Авторское свидетельство СССРР 640313, кл, 6 Об С 7/12, 1977 про.тотип) .