Четырехквадрантное делительное устройство

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 903901 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М, Кд. б 06 й 7/161 Ъвударсткхкый квмитет СССР йо делам хзабретевий н открмтнйчислител зобре тение относится рантные делитель нные по замкнуме и содержашие вестны четырехква устроиства, выполиомпенсационной схель, блок перемнож1 ния и блок срав ели ени шое реле обла устр усил ходо рог нож воз ой технике и может быть использовано для деления мгновенных значений сигнаов. днако малое быстродействие и боль- энергопотребление электромагнитных1 в таких устройствах ограничивают ть их применения,аиболее близким к изобретению явя четырехквадрантное делительное ойство, содержащее операционный итель, вход которого соединен с вым блока сравнения, первый вход коо соединен с выходом блока пере- ения, первый вход которого соединен20 ходом операционного усилителя, доительный блок перемножения и блок едения в квадрат, вход которого ется первым входом устройства, а выход соединен со вторым входом блока перемножения, причем входы дополнительн го блока перемножения соединены с входами устройства, а выход - со вторым входом блока сравнения 21 . При условии достаточно малых погреш ностей отдельных блоков общая погрешность устройства равна сумме погрешностей квадратора, блока сравнения и двух блоков перемножения. Практически, погрешностью блока сравнения в большинстве случаев можно пренебречь, а погрешность квадратора имеет примерноФтакую же величину, как и погрешность блоков перемножения. Таким образом, обшая погрешность устройства по крайней мере втрое превосходит погрешность блоков перемножения. Кроме того, данное четырехквадрантное делительное устройство является сравнительно сложным и по количеству элементов дримерно втрое сложнее, чем входящие в его состав блоки перемножения.Можно показать, при правильном выборе знаков и величины коэффициентовсуммирования на выходном усилителе,выполняется оввенство7.М =Х, . (2)откуда с. = Х/У,во всех четырех кввдрвнтах.Соотношения ( 1) выполняются при условии К 3 Ъ/М (3), поэтому обычно выбирают К 10, что допустимо, так как обычно при И0,1 делители такого типа не применяют из-за большого влияния аппарвтурной погрешности блока умножения,При использовании в устройстве множительных блоков с большим динамическим диапазоном, например логирифмического типа,.выполнение условия ВМ) Ъ/ф (при К 610) может привести к сужению динамического диапазона деления, В этом случае введение. дополнительного усилителя-ограничителя (фиг. 2) позволяет увеличить величину К при малых значениях ) и тем самым, расширить динамический диапазон устройства.Как обычно, для повышения быстродействия выходной усилитель может иметьвстроенный ограничитель. Предлагаемое устройство по сравнению с известным упрощено, так как несодержит в своем составе квадратора иодного из двух множительных устройств,Введение в его состав дополнительныхблоков выделения модуля суммы и модуля разности, а также усилителя-ограничителя не приводит к большому усложнению,твк как объем оборудования этих блоковв несколько раз меньше, чем у квадратораили блока умножения,Операции выделения модуля суммы имодуля разности могут быть выполненыдостаточно точно, например с использованием прецизионных ограничителей наоперационных усилителях с нелинейнымицепями обратной связи, поэтому вносимойими погрешностью можно пренебречь. Вэтом случае,погрешность устройства определяется погрешностью блока умножения,помноженной на крутизну функции (3),что примерно втрое меньше, чем соответствующая погрешность известногоустройства при использовании в немквадрвтора и множительного блока тогоже типа. Таким образом, технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается примерно в трехкратном 3 90390 1 4Пель изобретения - упрощение устройства, повышение его точности, а также расширение диапазона входных сигналов.Поставленная цель достигается тем,что четырехкввдрантное делительное устройство, содержащее блок умножения,первый вход которого является первымвходом устройства, блок сравнения, первый вход которого подключен к выходу 1 фблока умножения, и выходной усилитель,выход которого является выходом устРойства, дополнительно содержит блок выделения модуля суммы и блок выделения модуляразности, первые входы которых объедииены и подключены к первому входу блока умножения, вторые входы объединены и подключены к выходу блока сравнения а выходы соответственно подключены к первому и второму входам выходного усилителя, выход которого подключен ко второму входу блока умножения,второй вход блока сравнения являетсявторым входом устройства.Кроме того, первые входы блока выде ления модуля суммы и блока выделениямодуля разности соединены с первымвходом блока умножения через дополнительно введенный усилитель-ограничитель,вход которого подключен к первому входу устройства.На фиг. 1 приведена функциональнаясхема четырехкввдрантного делительногоустройства; на фиг. 2 - функциональнаясхема варианта устройства с расширенным динамическим диапазоном деления.Устройство содержит блок 1 умножения, блок 2 сравнения; выходной усилитель 3, блок 4 выделения модулясуммы, блок 5 выделения модуля разности и усилитель-ограничитель 5.Четырехкввдрантное делительное устройство работает следующим образом.Иэ сигнала блока 1 умножения, соответствующего произведению частного 45на делитель, в блоке 2 сравнения вычитается сигнал делимого, поступающийна второй вход устройства. После усиления разностный сигнал К с выхода блока 2 сравнения поступает на входы блока 4 выделения модуля суммы и блока 5выделения модуля разности, выходныесигналы которых поступают на входывыходного усилителя 3 и алгебраическисуммируются. В зависимости от знакасигнала, поступающего на вход устройств, выполняется одно из равенств7=+ либо 2=-7 ( 3 )903 90 1 Фиа 1 Фиг НИИПИ Заказ 125/32 Тираж 731 Подписно Фнлиил ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектна ювышении точности и одновременномупрощении,Ф рмула изобретения 1. Четырехквадрантное делительное устройство, содержащее блок умножения, первый вход которого является первым входом устройства, блок сравнения, первый вход которого подключен к выходу блока умножения, и выходной усилитель, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его точности, оно содержит блок выделения модуля суммы и блок выделения модуля разности, первые входы которых объединены и подключены к первому входу блока умножения, вторые входы объединены и подключены к выходу блока сравнения, а выходы соответст 1 венно подключены к первому и второму входам выходного усилителя, выход которого подключен ко второму входу блока умножения, второй вход блока сравне ння является вторым входом устройства.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона входных сигналов, первые входы блока выделения мо дуля суммы и блока. выделения модуляразности соединены с первым входом блока умножения через дополнительно введенный усилитель-ограничитель. 15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Томович Р. и Каоплюс У. Быстродействующие аналоговые вычислительныемашины, "Мир, 1964, с, 163,20 2. Авторское свидетельство СССР