Множительное устройство

ОП И САН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соаетских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваМ,Кл. С 06 д 7 влено 01.11.1971 ( 1628017/18-24) ем заявкис присоединенПриоритет Комитет оо аелам обретений н открытий ри Сосете Министров СССР355 513(088 8 юллетень15 ликовано 20.111.197 Дата опубликования описания 11 Х 1.19 Авторы зобретения Э, А, Кудряшов, Л, В. Смолко и М. Ленинградский ордена Ленина политехни им, М, И, Калинина. Чернинский институт явите ТЕЛЬНО М теже изображен е устройство. 0 ащий ЭТП 2 14 и 5 включен 6 и суммироваых сигналов У лектротепловых упают на вход авнения 8. Абсо Лу управляет р вновешивающих собой последов лагаемое мноет компараторосновные находе схем вывходных перепрео им На чержительно1, содержгревателчитания 3. Их ынавь ния 7 и 2 преобр знакоч чютное аботой импуль ательно Выходные веазователей Д вствителього значение этой формироватесов, представсть частотномножаем 5 личины э и у. пост блока ср разности ля 9 ура О чяющпхИзобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники и может быть использовано для построения высокоточных цифровых ваттметров и счетчиков энергии переменного тока при произвольной форме кривой, а также для выполнения операции умножения и гармонического анализа.Известные электротепловые множительные устройства с частотным выходом имеют компаратор, выполненный в виде двух электро- тепловых преобразователей (ЭТП), Нагреватель каждого из них подключен соответственно к схеме вычитания и сложения входных напряжений. Выходы ЭТП подсоединены к знакочувствительному блоку сравнения, один выход которого соединен с формирователем импульсов.ЭТП работают в режиме равных температур. Такие преобразователи имеют простое устройство и высокую точность преобразования, но могут работать лишь в двух квадрантах, Это является следствием того, что схема уравновешивания может подогревать только менее нагретый ЭТП до достижения равенства температур обоих ЭТП (работа в 1-ом и 1 Ч-ом квадрантах), При работе во 11-ом и 111-ом квадранте менее нагретый ЭТП становится более нагретым по сравнению с первым ЭТП, обратная связь превращается из отрицательной в положительную, т. е, преобразователь становится неработоспособным.Для предотвращения самовозбуждения, которое может иметь место даже в переходном режиме, схему уравновешивания строят таким 5 образом, что она отрабатывает сигнал неравновесия одного знака, который для определенности назовем положительным.Цель изобретения - обеспечение работыустройства во всех четырех квадрантах, т. е. О оно может быть использовано для перемножения входных сигналов, которые являются произвольными функциями времени. Поставленная цель достигается тем, что оба электротепловых преобразователя имеют вспомо гательные нагреватели, на один из которыхподается положительный сигнал неравновесия, а на другой - отрицательный, 374612или широтномодулированных импульсов. С помощью коммутатора 10, реагирующего на знак разноспи Лу, уравновешивающий сигнал подключается к одному из вспомогательных нагревателей 11 илп 12 в соответствии со знаком блока 8. Выходной величиной преобразователя является частота 1, или длительность тг уравновешивающих импульсов,Схема работает следующим образом.При подаче перемпожаемых сигналов О (О,) в нагревателе 4 (5) рассеивается тепловая мощность фиг), пропорциональная квадрату действующего значения их суммы (разности):О, = К,(У, +О,), (1)Р, =1(,(и, - 1,), (2) где Кь Кг - коэффициенты пропорциональности.В зависимости от характера временной зависимости входных величин могут представиться два случая:Я,)0 (3) О ОгЕсли У, и lг - напряжения постоянного тока, первый случай соответствует перемножению однополярных напряжений, а второй разнополярных.Температуры (1, г) и выходные величины (уь уг) преобразователей 2 и 3 также соответствуют условиям формулы (3), а именно:У)Уг 11) 2) (За)Уг) У, 6)Поэтому для выравнивания температур ЭТП необходимо в первом случае дополнительно подогревать преобразователь 2, а во втором - преобразователь 3. Автоматическое распределение уравновешивающих импульсов тока, получаемых на выходе формирователя и имеющих в качестве переменного параметра частоту следования (при постоянной амплитуде 1 о и длительности то) или длительность т, (при постоянной амплитуде 1 о и частоте следования о), пропорциональную абсолютной величине сигнала на выходе блока сравнения (Лу), осуществляется с помощью коммутагора 10. При положительном знаке разности (у - уг) коммутатор пропускает уравновешивающие импульсы на нагреватель 11, а при отрицательном знаке (у - уг) - на нагреватель 12.Таким образом, уравновешивание преобразователя достигается при любых временных зависимостях входных сигналов У и (1 г. Частота или длительность уравновешивающих импульсов служит одновременно выходной величиной преобразователя, характеризуя абсолютную величину искомого произведения У, l. Информация о знаке произведения снимается с выходов блока сравнения.В момент равновесия, т, е. установления равенства температур ЭТП, количество тепла, дополнительно сообщенное тому или иномуЭТП, равно: Лд = 4 К,К,У,У,. (4) 5 Так как, с другой стороны, это количество тепла рассеивается током обратной связи 1,то должно выполняться условие:10где (1)д - действующее значение тока обратной связи;Кг - постоянный коэффициент.Так как компенсирующий ток формируется в 15 виде последовательности частотно- или широтномодулированных импульсов, получаем линейную зависимость произведения 00 г от выходной величины преобразователя;П= УР, =1 о тоГ (6)4 К,К,20 П У,Сг 1 оот, (7)4 КгКггде 1 о - амплитуда импульсов на выходе фор 25 мирователя;то, о - длительность или частота следованияв случаях последовательностей частотно- или широтномодулированныхимпульсов,З 0 В описываемом устройстве используетсяЭТП с частотным выходом, например терморезонансные преобразователи на основе термозависимых кварцевых резонаторов. Приэтом упрощается конструкция сравнивающего55 устройства знакочувствительной схемы вычитания частот, а также формирователя уравновешивающего сигнала, так как выходнойсигнал на выходе, схемы вычитания частот является частотой следования импульсов,40 Таким образом, предлагаемое множительное устройство работает во всех четырех квадрантах, т. е. с входными сигналами, имевшими произвольную временную зависимость, Наего основе могут быть построены цифровые45 множительные устройства для вычислительной техники (при медленно изменяющихсявходных сигналах выходная величина преобразователя пропорциональна мгновенномузначению произведения), измерительной тех 50 ники (цифровые ваттметры и счетчики электроэнергии, синхронные детекторы, гармонические анализаторы, корреляторы и т. д.).Устройство имеет частотный выход, простопо конструкции, особенно при использовании55 частотных ЭТП. В то же время исключаетсявлияние непостоянных параметров окружающей среды (например, температуры), так какони одинаково воздействуют на оба ЭТП, работающих в режиме равных температур,60Предмет изобретенияМножительное устройство, содержащеекомпаратор, выполненный в виде двух элекб 5 тротепловых преобразователей, нагревательарагетти орректор Г. Занорож Заказ 1660 ЦНИИПИ Изд308 Тираж 647 зобретений и открытий при С Ж, Раушская наб д. 4/5 ис тета по делам Москвте Министров ССС ипография, пр. Сапунова каждого из которых подключен соответственно к схеме вычитания и сложения входных напряжений, а выходы преобразователей подключены к знакочувствительному блоку сравнения, один выход которого соединен с формирователем импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения 6устройства, в нем электротепловые преобразователи снабжены вспомогательными нагревателями, подключенными к выходу дополнительно введенного коммутатора, входы кото рого соединены с двумя дополнительными выходами блока сравнения и выходом формирователя импульсов.