Множительнб-дёлительное устройство

О ттЙ-"6-А-те и е ИЗОБРЕТЕНИЯ Йаюа Йоеетских СоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельства-Ле 1629870/18-24) М, Кл, 6 06 д 7/16 Заявлено 02.1 Е 197 с присоединением за вки-риоритетпубликовано 22.Ч.1973. Ьюллетець28 Комитет по делам изобретений н открытийУДК 681.335.513 (088.8 при Совете Министре СССРцсания 23.Х,1973 Дата опублцковация Авторыизобретени Л. 3. Колесников, В. П, Макаров и В, В, Чепурн Заявител НОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛЙТЕЛЬНОЕ УСТРОИСТВ Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в информационно-измерительных устройствах, системах автоматического регулирования и т. д., работающих на несущей частоте.Известно электронное устройство для получения произведения или отношения сигналов на переменном токе, содержащее компараторы, интегратор и амплитудный модулятор.Однако при использовании такого устройства необходимо сдвигать по фазе один из входных сигналов относительно другого входного сигнала и опорного напряжения на постоянный угол. Кроме того, это устройство не способно работать с входными, сигналами переменного тока прямоугольной формы,Цель изобретения - получение выходного напряжения несущей частоты, огибающая которого пропорциональна отношению или произведению огибающих входных сигналов переменного тока прямоугольной формы без дополнительных фазосдвигающих устройств.Это достигается при помощи множительноделительного устройства, состоящего из основного импульсного делителя напряжений с двухтактным ключевым фильтром, на который подается один из входных сигналов переменного тока (например, делимое), и электронной схемы импульсного уравновешивания, вырабатывающей импульсы, управляю-У388270 шие работой ключей импульсных делителей напряжений (основного и вспомогательного), длительность которых прямо цли обратно пропорциональна огибающей другого входцо го сипнала, например, делителя, подключаемого на вход замкнутого контура импульсного следящего уравновешивания.Такое выполнение множительцо-делптельного устройства обеспечивает достижение вы сокой точности операций умножения и деления сигналов перемецого тока прямоугольной формы в диапазоне от нескольких милли- вольт до нескольких вольт.На чертеже представлена схема электрон ного мцожительно-делительного устройствапеременного тока.Мцожительно-делительное устройство персменного тока содержит подключенный к входному сигналу У импульсный делитель 1 20 напряжений с двухтактным ключевым фильтром (основпой ИДН), включающий в себя транзисторные ключи 2 - 5, резисторы б и 7 и интегрирующие конденсаторы 8 и 9, а также подсоединенный к входному (Ун) и опор ному (Уоп) сигналам замкнутый контур 10импульсного следящего уравновешивания, состоящий в свою очередь из последовательно соединенных импульсного делителя 11 напряжений с двухтактным ключевым фильтром 30 (ИДН), аналогичного ИДН "1, блока 12 срав 388270нения, усилителя 13 переменного тока, нульоргана 14, подключенного к генератору 15 пилообразного напряжения и к ИДН 1 и 11. Причем входной сигнал 1/вх, может быть как в фазе, так и в противофазе со вторым сигналом У В схему множительно-делитель- ного устройства входит блок б синхронизации, подсоединенный своим входом к напряжению несущей частоты (У), а выходами - к ИДН 1 и 11, блоку 12 сравнения, нуль-органу 14 и генератору 15 пилообразного напряжения.Блок синхронизации вырабатывает стабилизированное по амплитуде опорное Уоп и коммутирующее (Уп) напряжение несущей частоты а также синхронизирующие им. пульсы (О,) с частотой о=2 п.В качестве делителя входных сигналов Увх и Увх, устройство работает следующим образом.Транзисторные ключи, 2 и 3 ИДН 1 коммутируются в противофазе управляющими импульсами У переменной скважностьюТ вырабатываемыми контуром 10 импульсного следящего уравновешивания с частотой следования ,.=2 Ь. Ключ 2 замыкается на время т, при этом ключ 3 разомкнут, затем ключ 3 замыкается на время т, - т, ключ 2 разомкнут. Транзисторные ключи 4 и 5 фильтра ИДН 1 коммутируются в противофазе напряжением Ьп, вырабатываемым блоком 1 бс частотой несущей, подключая к выходу 17 попеременно конденсаторы 8 и 9. При подаче на вход ИДН 1 переменного напряжения прямоугольной формы Увх, с частотой на резисторе 7 при,помощи ключей 2 и 3 выделяются разнополярные импульсы напряжения Удлительность которых равна длительности управляющих импульсов т, а амплитуда пропорциональна амплитуде напряжения Увх,Работа ключей 2 - 5 синхронизирована таким образом, что при положительном импульсе на резисторе 7 замкнут, например, ключ 5 и конденсатор 9 подкЛючен к резистору 7 и выходу 17, а при отрицательном импульсе замкнут ключ 4 и конденсатор 8 подсоединен к рези(стору 7 и выходу 17. При этом на один такт работы ключей 4 и 5 приходятся два такта работы ключей 2 и 3.Таким образом, на конденсатор 9,все время поступают импульсы положительной полярности, а на конденсатор 8 - ,отрицательной, Так как к выходу устройства конденсаторы 8 и 9 подключаются поочередно, то выходной сигнал Увых представляет собой напряжение,переменного тока прямоугольной формы, амплитуда которого равна среднему значению напряжения на конденсаторах 8 и 9 за половину периода несущей частоты, т, е. оно,пропорционально амплитуде Увх, и дли. тельности управляющих импульсовК7 вых -Т 127 вхгде К= Сопз, коэффициент передачиИДН 11;Т - период сигнала несущей частоты.Это напряжение поступает на блок 12 сравнения, вырабатывающий напряжение несущей частоты, амплитуда которого,пропорциональна разности напряжений У и, Уоп, т. е. 1 - 1 в 1 оп Напряжение ЛУ усиливается усилителем 13 35переменного тока, и сигнал ошибки (У,) по.дается на один из входов нуль-органа 14, на другой вход которого проступает линейно-па.дающее напряжение с генератора 15 пилооб разных напряжений с частотой, равной частоте несущего сигнала. В момент равенства Уп с У, нуль-орган вырабатывает управляющий импульс У, длительностью т, определяемой временем, прошедшим от начала импуль са линейно-падающего напряжения Уп до момента сравнения его с напряжением Уо, пропорциональным входному напряжению Увх Так как коэффициент усиления усилителя мыного больше 1, то в установившемуся режиме У= Уоп, и длительность управляющих импульсов определяется из уравнения (2) Т(2 Поп вх,(4) 55Подставляя т из уравнения (4),в выражение (1), получаем зависимость выходного напряжения устройства от 1 входных сигналоввх, вх,вых= К 1 оп= 1 оп -вх вх., 60 где К= - =Сопз 1 (обычно К=1).12Таким образом, если амплитуда Поп неиз менна, то устройство реализует операцию де. где К 1 =Сопят, коэффициент передачи ИДН 1;Т - период сигнала несущей частоты,Если т пропорциональна величине Увх, тоустройство реализует операцию умножения 5 У, на У Если т обратно пропорционально Увх, то устройство реализует операцию деления Ьвх, на Увх,.Управляющие импульсы длительности т вырабатываются контуром 10 импульсного сле дящего уравновешивания, который функционирует следующим образом. Из напряжения Увх, подаваемого на вход 18, при помощи ИДН 11, работающего аналогично ИДН 1, вырабатываются разнополярные импульсы напряжения Удлительность которых равна длительности управляющих импульсов т, а амплитуда пропорциональна амплитуде напряжения Увхиз которых ключевой фильтр формиру ет напряжение несущей частоты с 20 амплитудой, равнойак узова каз 2763,10ЦНИИП Изд.1712дарственного комитета Соо делам изобретений и оосква, Ж, Раушская на ираж 647ета Министровкрытий Подписи Типография, пр. Сапунова,ттления с/х на Увх, . Если поменять местами У, и У,п, т. е. подключить У,п на вход 8, а с 7, - на вход 19, то устройство реализует операцию умножения с 7 в, на с 7 . Если огибающая Всех тмх напряжений БахУвх., и с 7,п изменяется, то устройство реализует операцию деления двух сигналов с одновременным умножением на третий сигнал.Предмет изобретенияМножительно-делительное устройство, содержащее нуль-орган, выход которого подключен к управляющим входам двух импульсных делителей напряжения с фильтрами, генератор пилообразного напряжения, подключенный к нуль-органу, блок сравнения, соединенный с выходом одного из импульсных делителей напряи(ения, и усилитель переменного тока, отлича 1 ощееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в нем каждый фильтр выполнен в виде параллельных цепочек из последовательно соединенных конденсатора и ключа, управляющий вход которого подключен к блоку,синхронизации, соединенному с генератором пилообразного напряжения, а выход блока сравнения подключен к входу нуль-органа через усилитель переменного тока.