Множительно-делительное устройство

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТЧИЕСНИРЕСПУБЛИИ ае сз 7/16; 6 О 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Я РСНОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ мационИир",рез свя дом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Патент СВА И 4005284,кл. 235-194, кл. 6 06 6 7/16,опублик. 1977.Краус М., Вошни Э. Инфорная измерительная система. И.,1975, с.47-48.3, Авторское свидетельство СУ 594507, кл. С 06 6 7/16, 1976(54)(57) ИНОИИТЕРЬНО-ДЕРИТЕРЬРОЕ УСТ РОЙСТВО, содержащее схему сравнения, первый вход которой соединен с выходом интегрирующего усилителя, второй вход является выходом источника сиг" нала делителя, а выход схемы сравнения подключен к входу ждущего мульти вибратора, выход которого является вы ходом устоойства и соединен с управ" ляющим входом разрядного ключа, которнй включен параллельно конденсатору интегрирующего усилителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, повы.шения быстродействия, помехозащищенности и надежности устройства, в него введен оптрон с прямой оптической связью и ограничительный резистор, один вывод которого соединен с выходом отрицательной полярности источника сигнала первого сомножителя, а другой вывод через светодиод оптрона с прямой оптической связью, включен" ный в запирающем направлении, связан с выходом положительной полярности источника сигнала первого сомножителя, а выход источника сигнала второго сомножителя устройства через фотоистор оптрона с прямой оптической зью соединен с инвертирующим вхоинтегрирующего усилителя.4 10308Изобретение относится к вычисли"тельной технике и может быть использовано в контрольно-измерительной технике и в области систем автоматического регулирования и управления. 5Известно множительное устройство, осуществляющее преобразование аналогового сигнала в частоту импульсов, содержащее интегратор, первый и второй переключательные элементы, схемы 10 сигналов обратной связи и вентили, Устройство имеет два выхода, на которых формируются сигналы, пропорциональные произведению. постоянной величины и, соответственно, отрицатель ной и положительной величине аналогового сигнала 1, 11Недостатками данного устройства являются отсутствие операции деления сигналов и низкая помехозащищенность. 2 ОИзвестно также множительно-дели- тельное устройство., реализующее электронно-оптический принцип и обладающее хорошей помехозащищенностью и высоким быстродействием. 25Устройство содержит оптрон с прямой оптической связью с двумя фотоэлементами, на которые подаются напряжения сомножителей, дифференциальный усилитель и вентиль, включенный между выходом усилителя и источником света оптрона.Недостатком известного устройства является отсутствие преобразования аналогового выходного сигнала в час 35 тоту импульсов. Наиболее близким техническим решением к изобретению является множительно-делительное устройство, содержащее схему сравнения, интегратор,40ключ и ждущий мультивибратор, причемпервый вход схемы сравнения соединенс выходом интегратора, второй входявляется входом источника сигнала делителя, а выход схемы сравнения черезждущий мультивибратор и ключ соединенс управляющим входом интегратора 1 3 1.Недостатками известного устройстваявляются низкое быстродействие, надежность и помехозащищенность и ограниченная область применения, так какустройство может умножать и на обратную величину сигнала или делить насам сигнал.Целью изобретения является расаирение области применения, повышениябыстродействия, помехозащищенности инадежности устройства,092Поставленная цель достигается тем,что в множительно-делительное устройство, содержащее схему сравнения, первый вход которой соединен с выходоминтегрирующего усилителя, второй входявляется выходом источника сигналаделителя, а выход схемы сравнения подключей к входу ждущего мультивибратора, выход которого является выходомустройства и соединен с управляющимвходом разрядного ключа, который включен параллельно конденсатору интегрирующего усилителя, введен оптрон .спрямой оптической связью и ограничительный резистор, один вывод которого соединен с выходом отрицательнойполярностиисточника сигнала первогосомножителя, а другой вывод черезсветодиод оптрона с прямой оптическойсвязью, включенный в запирающем направлении, связан с выходом положительной полярности источника сигналапервого сомножителя, а выход источника сигнала второго сомножителя устройства через фоторезистор оптрона спрямой оптической связью соединен синвертирующим входом, интегрирующегоусилителя.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства,Устройство содержит интегрирующийусилитель 1, схему сравнения 2, ждущий мультивибратор 3, разрядный ключ4, оптрон 5 с прямой оптической связью, состоящий из светодиода 6 и фоторезистора 7, ограничительный резистор8, конденсатор 9 интегрирующего усилителя 1, источник 10 сигнала делителя, первый 11 и второй 12 источники сигнала соответственно первого ивторого сомножителя.интегрирующий усилитель 1 выполнен на усилителе постоянного тока 13,в.цепь обратной связи которого включен конденсатор 9.устройство работает следующим об"разом.Напряжение источника 12 сомножителя Х подают через фоторезистор 7 навход интегрирующего усилителя 1, приэтом на выходе интегрирующего усилителя 1 формируют линейноизменяющеесянвпэяжение, которое за время интегривования Т достигает амплитудногозначения 0ТХИ рогде Г- постоянная интегрированияусилителя 1,3 10308Постоянная интегрированияопте= деляется как произведение величины конденсатора 9 навеличину сопротивления В ф фотореэистора 7, через которое происходит заряд конденсатора 9 .т.е. С= ВфС.Величина сопротивления Вф фоторе- . зистора .7 обратно пропорциональна освещенности, а так как фотореэистор . 7 находится в оптической связи со 10 светодиодом 6, яркость свечения которого, а следовательно, и освещенность фоторезистора 7 линейно зависят от тока через светодиод 6 в широком диапазоне изменения тока через све .тодиод .6. Светодиод 6 подключают че" рез ограничительный резистор 8 к выходу источника 11 сомножителя У так, чтобы светодиод 6 был всегда смещен в прямом направлении, т,е. напряже ние сомножителя У однополярно и подключено плюсом к светодиоду 6, а минусом к резистору 8. Величину резистора 8 выбирают много больше со противления светодиода 6, смещенного р 5 в прямом направлении, поэтому ток через светодиод определяется величиной постоянного резистора 8 и вели чиной напряжения сомножителя У. Таким образом, ток через светодиод 6, а сле. довательно, и освещенность фотореэистора 7 зависят прямо пропорционально от величины напряжения сомножителя У. Величина же сопротивления В, фоторезистора 7 зависит от величины напряжения сомножителя У обратно пропорционально, т,е.1Вч Угде К - коэффициент пропорциональности при преобразовании величины сомножителя У в сопротивление Вф фоторезистора 7.Таким образом, выражение для амплитудного значения выходного напряжения интегрирующего усилителя 1 О и с учетом выражений для постоянной времени интегрирования Ч; и величины сопротивления В фоторезистора 7 следующее:ТХ. ТХ Т50О = - УХ.И.ВСПри работе устройства выходное. напряжение интегрирующего усилителя нарастает до амплитудного значения 09О, определяемого величиной напряжения источника 10 делителя 2, так как напряжение с выхода интегрирующего усилителя 1 подают на один из входов схемы сравнения 2, на второй вход которой прикладывают напряжение источника 10 делителя 2. При равенстве напряжений 2 и Ок на выходах схемы сравнения 2 на ее выходе формируют перепад напряжений, Этим перепадом напряжений запускают ждущий мультивибратор 3 и формируют на его выходе короткий импульс, который подают на ключ 4. Ключ 4 открывают на время действия выходного импульса мультивибратора 3 и разряжают через него интегрирующую емкость усилителя 1. После разряда емкости интегри" ровани о, т;е, после окончания импульса с мультивибратора 3, когда ключ 4 закрывается, начинается вновь заряд . емкости интегрирования и описанный процесс повторяется.1 аким образом, на выходе ждущего мультивибратора 3 формируют импульсы, период следования которых равен времени интегрирования Тк, котооое определяется из условия равенства выходного напряжения О и напряжения 2 делителя, т.е.О: - УХ=2ТКСоткуда период следования Т время интегрирования) определится формулойТ = КС -УХТаким образом, частота следования импульсов 1 с выхода ждущего мультивибратора 31 1 УХТ КС При работе устройства для того, чтобы ошибка преобразования была минимальной, необходимо выполнить требования постоянства входных напряже-ний за время цикла преобразования, т.е. за время Т. Это условие выпол няется с помощью соответствующего подбора величины емкости интегрирования и величины коэффициента К преобразования напряжения сомножителя У в величину сопротивления Вффотореэистора 7 с помощью подбора величины ограничительного резистора 8.