Устройство для перемножения напряжений

СООЗ СожТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЬЛИН 09) (111 С 06 С 7/16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРг 1 о делдм изоБРетений и отнРытЮОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМНОЖЕНИЯНАПРЯЖЕНИЙ, содержащее интегратор,выход которого подключен к входунуль-органа, выход которого подключенк входу блока управления, выход кото-.рого соединен с первым входом элемента И, к второму входу которого подключен выход генератора импульсов,выход элемента И соединен с входомсчетчика, источник опорного напряжения, операционный усилитель, к инвертирукицему входу которого подключенвывод первого масштабного резистора,неинвертирующий вход операционногоусилителя соединен с шиной нулевогопотенциала, второй масштабный резистор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности ибыстродействия, в него введены до-.полнительный операционный усилитель,инвертор, первый и второй элементыс управляемой проводимостью и первый и второй переключатели, причем первыйвход первого переключателя являетсявходом первого сигнала-сомножителя,входом второго сигнала-сомножителяявляется первый вход второго переключателя, выход первого переключателясоединен с вторым выводом первогомасштабного резистора, выход источника опорного напряжения соединен свторым входом второго переключателя,входом инвертора и входом первогоэлемента с управляемой проводимостью,выход инвертора подключен к второмувходу первого переключателя, выходпервого элемента с управляемой проводимостью соединен с инвертирующимвходом операционного усилителя, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго элементов с управляемой проводимостью,выход второго переключателя черезвторой элемент с управляемой проводимостью подключен к инвертирукнцемувходу дополнительного операционногоусилителя, выход которого соединенс входом интегратора, между инвертирующим входом и выходом дополнительного операционного усилителявключен второй масштабный резистор,неинвертирующий вход дополнительногооперационного усилителя подключен кшине нулевого потенциала, второйвыход блока управления соединен суправляккцими входами первого и второго переключатепей.Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам иможет быть использовано в аналоговыхи аналого-цифровых вычислительныхмашинах. 5Известно устройство для перемножения напряжений, содержашее интеграторы, компаратор, блок управления,переключатели, масштабные резисторыи инвертор 1 .1 ОНедостатком данного устройстваявляется его низкое быстродействие.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для перемножениянапряжений, содержащее первый и второй интеграторы, первый и второйнуль-органы, источник опорного напряжения, ключи, блок управления,элемент И, генератор импульсов исчетчик, причем первый вход первого 20интегратора соединен с выходом перво-.го ключа, а первый вход второго интегратора - с выходом второго ключа,вход вервого ключа является входомпервого сигнала-сомножителя, входвторого ключа является входом второгосигналасомножителя, вторые входыпервого и второго интеграторов соединены соответственно с выходами третьего и четвертого ключей, входы кото-. 30рых соединены с выходом источникаопорного напряжения, выход первого интегратора подключен к входу первогонуль-органа, а выход второго интегартора - к входу второго нуль-органаЗ 5выходы первого и второго нуль-органовсоединены с соответствующими входамиблока управления, выходы которогосоединены с первым входом элементаИ и управляющими входами ключей, второй вход элемента И подключен к выходу генератора импульсов, выход:.еме.та И соединен с входом счетчика 2,Однако известное устройство характеризуется низкой точностью и малымбыстродействием. Низкая точность обусловлена тем, что в устройстве. осуществляется перемножение интегральных значений сигналов-сомножителей, 50ввятых в разные мс юнты времени, амалое Гыстродейств. объясняется наличием трех тактов преобразования.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства.55Поставленная цель достигается тем,что в устройство для перемножения напряжений, содержащее интегратор, выход которого подключен к входу нульоргана, выход которого подключен квходу блока управления, выход которо-.го соединен с первым входом элементаИ, к второму входу которого подключенвыход генератора импульсов, выходэлемента И соединен с входом счетчика, источник опорного напряжения,операционньш усилитель, к инвертирующему входу которого подключен выводпервого масштабного резистора, неинвертирующий вход операционного усилителя соедчнен с шиной нулевого потенциала, второй масштабный резистор,введены дополнительный операционныйусилитель, инвертор, первый и второйэлементы с управляемой проводимостьюи первый и второй, переключатели, причем первый вход первого переключателяявляется входом первого сигнала-сомножителя, входом второго сигналасомножителя является первый вход второго переключателя, выход первогопереключателя соединен с вторым выводом первого масштабного резистора,выход источника с.-орного напряжениясоединен с вторым входом второго переключателя, входом инвертора и входомпервого элемента с управляемойпроводимостью, выход инвертора подключен к второму входу первого переключателя, выход первого элемента суправляемой проводимостью соединен синвертирующим входом оп.,рационного,усилителя, выход которого подключен куправляющим входам первого и второгоэлементов с управляемой проводимостью, выход второго переключателя че-,.рез второй элемент с управляемойпроводимостью подключен к инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя,: выход которогосоединен с входом интегратора, междуинвертирующим входом и выходом дополнительного операционного усилителявключен второй масштабный резистор,неиывертирующий вход дополнительногооперационного усилителя подключен кшине нулевого потенциала, второй выход блока управления соединен суправляющими входами первого и второ.го переключателей,На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства для перемножения напряжений.устройство содержит интегратор 1,нуль-орган 2, блок 3 управления,инвертор 4, первый переключатель 5,источник 6 опорного напряжения,второй переключатель 7, первый эле091 0,(е)С = - , ---Ц К фО 1где 11, - напряжение с входа 18первого сигнала-сомножителя;ц - напряжение источника 6опорного напряжения;Е - сопротивление первогомасштабного резистора 9.Напряжение на входе интегратора 1, равное выходному напряжению дополните льного операционного усилителя 12, равно"вх. инх ) = - 12)С 2, (2) где 02 Т) - напряжение с входа 19второго сигнала-сомножителя;С - проводимость второго элемента 10 с управляемойпроводимостью;К - сопротивление второго2масштабного резистора 13. В общем случае неидентичность характеристик пеового и второго элементов зментс управляемои проводимостью, первый масштабный резистор 9, второй элемент 10 с управляемой проводимостью, операционный усилитель 11, дополнительный операционный усили 5 тель 12, второй "зсштабный резистор 13, элемент И 14, генератор 15 импульсов, счетчик 16, шину 17 нулевого потенциала, а также входы 18 и 19 первого и второго сигналов-сомножи 0 телей соответственно.Устройство для перемножения напряжений работает следующим образом.В первом такте, длительность которого задается блоком 3 управления,ф 5 . первый и второй переключатели 5 и 7 устанавливаются в положение, при котором вход 18 первого сигнала-сомножителя оказывается подключенным к первому масштабному резистору 9ф 20 а вход 19 второго сигнала-сомножителя подключен к входу второго элемента 10 с управляемой проводимостью.В течение первого такта интеграторзаряжается под воздействием25 напряжения с выхода дополнительного операционного усилителя 2, пропорционального произведению первого и второго сигналов-сомножителей.Например, операционный усилитель . 11 охвачен отрицательной обратной30 связью через первый элемент 8 с управ ляемой проводимостью, поэтому проводимость этого элемента равна 182 48 и 10 с управляемои проводимостью учитывается следующим образомС =ао (3) где д - коэффициент.С учетом выражений (1) и (31 можно записать2 2а (4)Ьх, инт11 оВ аВ конце первого такта выходное напряжение интегратора 1 равнот, к,ан, ц(5)к "огде Т, - длительность первого такта;00 - среднее значение напряженийза длительность первоготакта со входов 18 и 19 пер-.вого и второго сигналовсомножителей;ь - постоянная времени интегратора 1.Во втором такте по команде с блока 3 управления первый и второй пере.- ,кпючатели 5 и 7 переводятся в противоположное направление и выход инвертора 4 оказывается подключенным к первому масштабному резистору 9, а выход источника 6 опорного напряжения - к входу второго элемента 10 с управляемой проводимостью.С началом второго такта с блока 3управления выдается сигнап на разрешакнций вход элемента И 14 и через негона счетчик 16 поступают импульсы отгенератора 15 импульсов,В течение второго такта интегратор 1 перезаряжается до нуля под воздействием выходного напряжения дополнительного операционного усилителя 12. Момент равенства нулю выходного напряжения интегратора 1 фиксируется нуль-органом 2, который выдает на блок 3 управления сигнал об окончании второго такта. Блок 3 управления снимает разрешение на прохождение импульсов через элемент И 14. Число импульсов, накопленное в счетчике 16, пропорционально длительности второго такта.Значение напряжения на выходе дополнительного операционного усилите.- ля 12, которым перезаряжается интегратор 1 во втором такте, т. е напряжение на входе интегратора 1 во втором такте109118 г 119 х.интф р Составитель О. ОтрадновРедактор М.Рачкулинец Техред М,Тепер Корректор А.Дзятко Заказ 3082/46 Тираж 699 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 За время второго такта напряжение на выходе интегратора 1 изменяется от значения, определяемого из 5) за вычетом его выходного напряжения, обусловленного воздействием вход ного напряжения, определяемого из 16) 1 о т й дОгОл 2 О 2 Ц- :оЯ 1 оГгде Т - длительность второго такта.Из (7 следует Из выражения(8)следуетчто неидентичность характеристик первого и второго элементов 8 и 10 с управляемой проводимостью не влияет на результат преобразования.Таким образом, предлагаемое устройство умножения по сравнению с известным обладает более высокими точностью и быстродействием, так как цикл работы состоит только из двух тактов.