Способ четырехквадратного перемножения аналоговых сигналов и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 А 1 е св в 4 С 06 С 7/16 САНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССпО делАм изОБРетений и ОткРыт ВТОРСНОМУ СНИДЕТЕЛЬСТ(46) 5.05.86. Бюл. В 18Ц 1) Челябинский филиал Государственного союзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского тракторного института (72) В.А.Коровин и М.М.Харалдин (53) 681.335(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР В 686035, кл, С 06 С 7/16, 1977.Авторское свидетельство СССР В 524192, кл.С 06 С 7/161, 1974. (54) СПОСОБ ЧЕТЫРЕХКВАДРАНТНОГО ПЕРЕ МНОЖЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повышение точности перемножения при малых величинах сигналов-сомножителей. Сущность способа состоит в формировании широтно-импульсного сигнала, относительная продолжительность которого пропорциональна первому сигналу-сомножителю, логическомсуммировании широтно-импульсного сигнала с опорным синфазным сигналомтипа "меандр" и амплитудной модуляции суммарного сигнала вторым сигналом-сомножителем. В устройстве дляосуществления способа происходитформирование широтно-импульсного сигнала путем сравнения первого сигнала-сомножителя с периодическим биполярным сигналом треугольной формы,формирование синфаэного сигнала "меандр" путем сравнения треугольногосигнала с нулевым уровнем, суммирова"нии в коммутаторе полученных прямоугольных сигналов и их амплитудноймодуляции, выделение среднего значения путем фильтрации, которое пропорционально произведению сигналовсомножителей. 2 с.п.ф, 2 ил, 1 12315Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вьгчислительных машинах.Целью изобретения является повышение точности перемножения при мальм значениях сигналов-сомножителей.На фиг. 1 изображена функциональная схемаустройства для осуществления способа четырехквадрантного пере множения аналоговых сигналов на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов,На фиг. 1 обозначены коммутатор 1, фильтр 2, схема 3 сравнения, до полнительная схема 4 сравнения, генератор 5 периодического треугольного напряжения, фазоинвертор 6, шина 7 нулевого потенциала, вход 8 первого сигнала-сомножителя, вход 9 вто рого сигнала-сомножителя, выход 10.Способ четырехквадрантного перемножения аналоговых сигналов состоитв следующем.формируют периодическое биполярное 25напряжение треугольной формы (фиг,28),4сравнивают первый сигнал-сомножитель(фиг. 2 а) с периодическим биполярнымнапряжением треугольной формы, формируют результат сравнения в виде 20широтно-модулированной импульснойпоследовательности (фиг. 2), сравнивают периодическое биполярное напряжение треугольной формы (фиг. 28)с нулевым уровнем, формируют результат сравнения в виде дополнительнойимпульсной последовательности(фиг. 2), синфаэной игиротно-модулированной импульсной последовательности (фиг. 2 ч), формируют импульсыв течение интервалов времени, соответствующих несовпадению во времениимпульсов широтно-модулированной идополнительной импульсных последовательностей (Фиг. 2 ), полученные импульсы модулируют по амплитуде вторым сигналом-сомножителем и усредняют полученную амплитудно-модулированную импульсную последовательность,полярность импульсов в которой зависит от величины скважности импульсовширотно-модулированной импульснойпоследовательности,Устройство для осуществления способа четырекквадрантного перемноженияаналоговых сигналов работает следующим образом.Генератор 5 периодического треугольного напряжения формирует сиг 19 2нал (фиг, 28), который поступает на входы схем 3 и 4 сравнения, Первый сигнал-сомножитель (фиг. 2 а,Ь ) с входа 8 сравнивается в дополнительной схеме 4 сравнения и на ее выходе формируется сигнал прямоугольной формы с широтно-импульсной модуляцией (фиг. 2 у, е ). Одновременно выходной сигнал генератора 5 периодического треугольного напряжения сравнивается схемой 3 сравнения с нулевым уровнем. На вьгкоде схемы 3 сравнения формируется сигнал типа "Меандр" (фиг. 2), синфазный выходному сигналу дополнительной схемы 4 сравнения (фиг.2,е ) со скважностью импульсов, равной двум.Относительная продолжительностьвыходного сигнала дополнительной схемы 4 сравнения пропорциональна величине первого сигнала-сомножителя свхода 8. Если первый сигнал-сомножитель положительный (фиг. 2 а), то относительная продолжительность меньше0,5, если - отрицательный (фиг. 2 В),то - больше 0,5,Коммутатор 1 в зависимости от значений сигналов на его управляющихвходах подключает на вход фильтра 2один.из сигналов, подводимых к егоинформационным входам. Состоянию "00"(т.е. отсутствию сигналов на управляющих входах) соответствует нулевоезначение сигнала на выходе коммутатора 1.Состоянию "11" на управляющих входах также соответствуе- нулевое значение на выходе коммутатора 1. Состояниям "01" и "10" на управляющихвходах соответствуют значения сигналов на выходе коммутатора 1, равныесигналу на входе 9 и сигналу на выходе фаэоинвертора 6, т.е. в коммутаторе 1 осуществляется выявлениемоментов несовпадения выходных.сигналов схем 3 и 4 сравнения.Если первый сигнал-сомножитель свхода 8 положительный (фиг. 2 а), тона управляющих входах коммутатора 1,кроме состояний "00 и "11", возможно появление состояния "10". Приэтом на Фильтр 2 проходит инвертированный сигнал второго сомножителя,На выходе фильтра 2 амплитуда сигнала пропорциональна сигналу с входа9, а длительность - сигналу с входа8. На выходе фильтра 2 постояннаясоставляющая пропорциональна произведению сигналов-сомножителей. Если1231первый сигнал-сомножитель меняет знак (фиг. 2 Ь), то соответственно изменяется и знак сигнала на выходе коммутатора 1Вместо треугольного напряжения может быть использовано напряжение пилообразной формы. Формула изобретенияо1. Способ четырехквадрантного перемножения аналоговых сигналов, основанный на формировании широтно-модулированной импульсной,последовательности, скважность импульсов в ,которой обратно пропорциональна амплитуде первого сигнала-сомножителя, путем сравнения его с периодическим биполярным напряжением треугольной формы, формировании разнополярной що амплитудно-модулированной импульсной последовательности, амплитуда импульсов в которой пропорциональна амплитуде второго сигнала-сомножителяа полярность зависит от скваж- д ности импульсов широтно-модулированной импульсной последовательности, и усреднении разнополярной амплитудно- модулированной импульсной последовательности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения точности перемножения при малых значениях сигналов-сомножителей, формируют дополнительную импульсную последовательность, импульсы которой синфазны с5 импульсами широтно-модулированнои импульсной последовательности, а их скважиость постоянна и равна двум, путем сравнения упомянутого периодического биполярного напряжения тре 40 519 4угольной формы с нулевым, уровнем, а импульсы в разнополярной амплитудно- модулированной импульсной последовательности формируют в течение интервалов времени, соответствующих несовпадению во времени импульсов широтно-модулированной и дополнительной импульсных последовательностей.2, Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее генератор периодического треугольного напряжения, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, выход которой соединен с первым управляющим входом коммутатора, выход которого подключен к входу фильтра, выход которого является выходом устройства, фазоинвертор, вход которого является входом первого сигнала-сомножителя и соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом фазоинвертора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности перемножения при малых значениях сигналов-сомножителей, в него введена дополнительная схема сравнения, первый вход которой соединен с выходом генератора периодического треугольного напряжения, второй вход дополнительной схемы сравнения является входом второго сигнала-сомножителя, выход дополнительной схемы сравнения подключен к второму управляющему входу коммутатора, третий и четвертый ин-. формационные входы коммутатора соединены с шиной нулевого потенциала, второй вход схемы сравнения подключен к шине нулевого потенциала..Решетни о актор М.Келеме каэ 2653(53 Тираж 671 Подпис ное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5дственн Про играфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4