Множительное устройств

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социаннстическик Реснубпнк(51)м, к .з с присоединением заявки йо 0 06 С 7/16 Государственный комитет СССР по дедам изобретений н открытий(23) Приоритет Опубликовано 23.04.81 Бюллетень М 15 Дата опубликования описания 23. 05. 81(54) МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам, выполняющим операцию умножения с использованием логарифмического преобразования сигналов, и может бытьиспользовано в аналоговых вычислительных.машинах.Известно устройство умножения двух сигналов, содержащее ключи, логарифмирующие элементы, сумматор, блок потенцирования, блок управления 11 .Однако это устройство обладает малой точностью работы.Наиболее близким к предлагаемому является множительное устройство, со держащее первый операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен один вывод элемента с нелинейной характеристикой, первый и второй ключи, первые вывожу которых ,20 присоединены соответственно к первому и второму входам устройства ., а вторые выводы соединены, второй операционный усилитель, между инвертирующим входом и выходом которого включен 5 масштабный резистор обратной связи, инвертирующий и неинвертирующий вхо"ды второгб операционного усилителя соединены через последовательно включенные первый и второй масштабные 30 резисторы, неинвертирующий вход второго операционного усилителя через третий ключ присоединен к шине нулевого потенциала, усредняющий фильтр, выход которого является выходом устройства Г 21Недостатком этого устройства является сравнительно большая погрешность преобразования сигналов, т.е. малая точность работы.Цель изобретения - повышение точности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что в множительное устройство введены элемент памяти, источник опорного напряжения, четвертый, пятый, шесгой, седьмой, восьмой, девятый, десятый ключи и первый и второй,цополнительные масштабные резисторы, причем выход первого операционного усилителя соединен с первыми выводами четвертого, пятого и шестого ключей, второй вывод четвертого ключа подключен. ко второму выводу элемента с нелинейной характеристикой, выход источника опорных напряжений чеРез седьмой ключ соединен со вторым выводом второго ключа и первым выводом первого дополнительного масштабного резистора, второй вывод которого подключен кинвертирующему входу первого операционного усилителя и первому выводу . второго дополнительного масштабного резистора, второй вывод которого соединен со вторым выводом пятого ключа, а через десятый ключ присоединен ко входу усредняющего фильтра, второй вывод шестого ключа подключен ко второму выводу первого масштабного резистора, выход второго операционного усилителя соединен со входом элеО мента памяти, выход которого через восьмой ключ подключен к шине нулевого потенциала, а через девятый ключ присоединен ко второму выводу элемента с нелинейной характеристикой, неинвертирующий вход первого опера 15 ционного усилителя соединен с шиной нулевого потенциала.На чертеже изображена схема множительного устройства.Устройство содержит первый-деся тый ключи 1-10, источник 11 опорного напряжения, первый и второй дополнительные масштабные резисторы 12 и 13, элементы 14 с. нелинейной характеристикой, первый операционный усилитель 15, первый и второй масштабные резисторы 15 и 17, масштабный резистор 18 обратной связи, второй операционный усилитель 19, элемент 20 памяти, усредняющий фильтр 21, шину 22 нулевого потенциала, первый и второй входы 23 и 24 устройства.Цикл работы множительного устройства состоит из двух режимов работы первого операционного. усилителя 15,В первом режиме четвертый и шестой ключи замкнуты, третий, пятый, вось" мой, девятый и десятый ключи 3, 5 и 8-10 разомкнуты, Первый операционный усилитель 15 совместно с элементом 14 в цепи обратной связи работает в 40 режиме логарифмирования.Первый, второй и седьмой ключи 1, 2 и 7 поочередно коммутируются управляющими импульсами, сдвинутыми во времени друг относительно друга 45 на величину длительности одного импульса. При этом аналоговые напряже, ния постоянного тока, поступающие с первого и второго входов 23 и 24 и от источника 11 опорного напряжения (равно операционной единице) на входы первого, второго и седьмого ключей 1, 2 и 7, преобразуются на их выходах в импульсные, и через первый .дополнительный масштабный резистор 12,подаются на инвертирующий вход ,первого операционного усилителя 15, логарифмируются и через первый и второй масштабные резисторы 16 и 17 псступают на входы второго операционного усилителя 19. Поскольку третий ф) ключ 3 работает синхронно с седьмым. ключом 7 и первый, второй и седьмой ключи 1, 2 и 7 управляются сдвину,тыми во времени импульсами, то во время коммутации первого и второго 5 ключей 1 и 2 третий ключ 3 разомкнут второй операционный усилитель 19 работает в режиме повторителя и на выходе выдает синфазные с входными импульсы напряжений, амплитуды которых сбдтветственно пропорциональны логарифмам от величин входных напряжений устройства. Когда замкнуты седьмой и третий ключи 7 и 3, вто рой операционный усилитель 19 работает в режиме инвертора, на выходе )которого формируется импульс напряжения, амплитуда которого пропорциональна величине сигнала источника 11 опорного напряжения.Таким образом, к концу режима логарифмирования, на элементе 20 памяти накапливается напряжение, амплитуда которого пропорциональнагде с 1 - заряд электрона;К - постоянная Больцмана;Т - абсолютная температура;70- неуправляемый ток (ток насыщения) р-и перехода диода как элемента с нелинейной характеристикой;к - сопротивление резисторов 1х,у - сигналы на первом и второмвходах 23 и 24.Во втором режиме работы пятый, девятый и десятый ключи 5, 9 и 10 замкнуты, остальные - разомкнуты.Первый операционный усилитель 15 совместно с элементом 14 с нелинейной характеристикой и вторым дополнительным масштабным резистором 13 работает в режиме антилогарифмирования.Напряжение, хранимое в элементе20 памяти, через замкнутый девятыйключ 9 прикладывается к элементу 14с нелинейной характеристикой. Приэтом на выходе первого операционногоусилителя 15 формируется импульс, амплитуда которого пропорциональна произведению сигналов на первом и второмвходах 23 и 24.Затем замыкается восьмой ключ 8 ипроисходит обнуление элемента 20 памяти и множительное устройство готовок повторному циклу.Таким образом, на выходе замкнутого во втором режиме десятого ключа 10формируется последовательность импульсов, подаваемая на усредняющий фильтр21, На его выходе получается аналоговое напряжение, пропорциональноепроиэведению сигналов на первом ивтором входах 23 и 24,В предлагаемом множительном устройстве повышена точность работы,так как процессы логарифмирования иантилогарифмирования осуществляютсяодними и теми же функциональными блоками.824223 Ь Формула изобретения Составитель О. ОтрадновШишкина Техред А.савка Еорректор М. Шароши едакт 6/72 Тираж 745НИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от113035, Москва, Ж"35, Раушс Подписноета СССРытийая наб., д. 4/ ак илиал ППП Патент., г. Уаа"оЗЮд аъм, 4 Множительное устройство, содержащее первый операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен один вывод элемента с,нелинейной характеристикой, первый и вто рой ключи, первые выводы которых присоединены соответственно к первому и второму входам устройства, а вторые выводы соединены, второй операционный усилитель, между инвертирующим входом и выходом которого включен масштабный резистор обратной связи, инвертирующий и неинвертирующий входы второго операционного усилителя соединены через последовательно 15 включенные первый и второй масштабные резисторы, неинвертирующий вход второго операционного усилителя через третий ключ присоединен к шине нулевого потенциала, усредняющий фильтр, 20 ,выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, в него введены элемент памяти, источник опорного напряжения, четвертый, пятый,шестой, седь 25 мой, восьмойдевятый, десятый ключи и первый и второй дополнительные масштабные резйсторы, причем выход ,первого операционного усилителя соединен с первыми выводами четвертого, пятого и шестого ключей, второй вывод четвертого ключа подключен ко второмувыводу элемента с нелинейной характеристикой, выход источника опорныхнапряжений через седьмой ключ соединен со вторым выводом второго ключаи первым выводом первого дополнительного масштабного резистора, второйвывод которого подключен к инвертирующему входу первого операционногоусилителя и первому выводу второгодополнительного масштабного резисто.ра, второй вывод которого соединенсо вторым выводом пятого ключа, ачерез десятый ключ присоединен ковходу усредняющего фильтра, второйвывод шестого ключа подключен ковторому выводу первого масштабногорезистора, выход второго операционного усилителя соединен со входомэлемента памяти, выход которого через восьмой ключ подключен к шиненулевого потенциала, а через девятый ключ присоединен ко второму выводу элемента с 1 нелинейной характеристикой, неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с шиной нулевого потенциалаИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент японии Р 47-6781,кл. 97(8) В 12, 1972.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 2677025/18-24,кл. 6 06 С 7/16, 1978 (прототип),