Аналого-цифровое множительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕаЪБ ЛИК 09) 01) 00 А 1 04 006 С 716(57) Изобретение отн говой вычислительной быть использовано в ройствах автоматики. ится к анал ике и може мах и устю иУббрете е ист е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Львовский ордентехнический институткомсомола(56) Математическое моди теория электрических11. - Киев: Наукова думс. 157.АвторскоеУ 1215122, кл ния является повышение точности умножения. Поставленная цель достигается за счет изменения формы представления дискретной части одного из сомножителей вместо прямого кода со знаком, использовавшегося в известном устройстве, смещенным двоичным кодом, что позволило исключить источники погрешностей, связанные с обеспечением четырехквадрантного режима работы - инверторы и аналоговые коммутаторы из сигнальных цепей устройства. Основные конструктивные отличия состоят во введении в устройство первого, второго и третьего источников опорного напряжения и блока с-Я управления умножением на логический нуль, содержащего два элемента ИЛИ-НЕ и элемент И-НЕ, а также в наличии новых связей между элементами и блока. ми, чем и обеспечивается достижение поставленной цели. 1 ил.Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и можетбыть использовано в устройствах исистемах автоматики.Цель изобретения - повышение точности умножения,На чертеже приведена схема аналого-цифрового множительного устройства.Множительное устройство содержитаналого-цифровой преобразователь(АЦП) 1, первый 2, второй 3 и третий4 источники опорного напряжения (ИОН),цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)5, умножающий цифроаналоговый преобразователь (УЦАП) б, аналоговый перемножитель (АП) 7, сумматор 8,блок суммирования - вычитания (БСВ)9, блок управнения (БУ) 1 О умножением,на логический нуль, инвертор 11,ключ 12, первый 13 и второй 14 вхо",ды и выход 15,устройства. Кроме того,БУ 10 содержит элементы ИЛИ-НЕ 16и 17 и элемент И-НЕ 18, Перечислен 25ные элементы и блоки соединены поприведенной схеме.Аналого-цифровое множительноеустройство работает следующим образом.Первый знакопеременный сомножитель Х поступает с входа 13 устройства на информационный вход АЦП 1,К опорным входам АЦП 1 приложеныопорные напряжения Е =Е Е =-Е ИОН1 г 35(1) Е, =-К,КД,У, (8)40 где Ка - масштабный коэффициент АП 7. и= (х+2 й+ак), (2)Егде Й=, " интервал квантования;ь к - погрешность квантова 3ния, приведенная к вхо ду АЦП 1,Кодовый сигнал и поступает на соответствукнцие разрядные входы ЦАП 5,в котором осуществляется преобразование кода и в аналоговую форму, причем на основном выходе ЦАП 5 образуется дискретная часть хссомножителя Х, а на дополняющем выходе - еедополнение до максимального сигнала Ни 12 (9) и=2" 2 и 3.2 -2Е=г - Х макс фгде Х - максимальное значениесомножителя Х;М - число разрядов АЦП 1.Результат аналого-циФрового преобразования представлен параллельным смещенным двоичным кодом и: ха , соответствующего значениюМаКЕ фнвходного кода и=2 -1, Таким образом:х =1 и= а"(х+2 й+ ь ); (3)й х" =х -Х и= (2 -1)йЯ Й макс оп-х-ь ) (4)Сигналы хс 1 и хс постУпают соот" ветственно на инвертирующий и неинвертирующий входы блока 9, к двум другим неинвертирующим входам которого приложены сомножитель Х и смещающее напряжение Е источника 4. На выходе блока 9 образуется остаток х;:х,=К(х+х 1 -хс+Е). (5) Подставив в последнее соотношениевыражения (3) и (4) и преобразовав,получимх =1 (1-1 ж"-х"-ьк+Е - К(6)д.Положив Е =К =- получимсю гэх,.=-кь (7)где К - масштабнйй коэффициент результата суммирования - вычитания, значение которого(с целью максимального снижения влияния погрешностиАП 7) выбирается близким кзначению числа 2 -1 уровнейквантования АЦП 1.Поступая далее на один их входовАП 7, остаток х, умножается на второй сомножитель У, который подаетсяс входа 14 устройства,Результат перемножения равен Одновременно дискретная часть сомножителя Х в форме двоичного смещенного кода и подается на соответствующие разрядные входы УПАП 6, причем Имладших разрядов кода и поступает на УЦАП 6 непосредственно, а старший (знаковый) разряд - через БУ 10. Логический сигнал на выходе элемента ИЛИ-НЕ 17 БУ 10, управляющий старшим разрядом УЦАП б, равен нулю для и.2и единице для игс 4.МСоответственно сигнал на выходе УЦАП 6 определяется соотношением К иу=уц"( х+2 1.+ ь ) у уцап ДЭ Еа=О, 1280400+ .цХУ+(Кчц О,Аналого-цифровое множительное устройство, содержащее аналого-циф-. 45 ровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь, умножающий цифроаналоговый преобразователь, аналоговый перемножитель, блок суммирования-вычитания, ключ, инвертор и 50 сумматор, выход которого является выходом устройства, а первый и второй входы соединены соответственно с вы . ходом умножающего цифроаналогового преобразователя и с выходом аналого вого перемножителя, подключенного одним входом к одному из информационДля исключения составляющей смещения,в результате цифроаналогового умножения используется дополнительно введенная цепь инвертор 11 - ключ 12, Управляющий вход последнего подклю чен к выходу элемента НЕ БУ 10, на котором формируется логический сиги-нал, равный нулю, при п=2 и единице - во всех остальных случаях. Сигнал на выходе ключа 12 10 Результаты аналогового Е и дискретно-аналогового ЕС 1 умножения, а также компенсирующий сигнал Е поступают на входы сумматора 8 с коэффициентами суммирования 1/К; 1 и К, соответственно.На выходе сумматора 8 образуется результат перемножения Е:-К )У+ - "ц"ь У, п 2,Кчцао 11-1 25аи=2,Заметим, что значение п=2сост- З 0М.1ветствует значениям сомножителя Х ирезультата Е, равным нулю. ПоэтомуЕ=-"-ХУ+(К 2 -К )У+( - "- -К,)а У. (12) З 5Уравняв масштабные коэффициентыумножения дискретной и аналоговойчастей КИ=К =.К,1 и положив11-1К 2 =К;, получим окончательноЕ=К,ХУ. 40 Формула изобретения ных входов устройства и к аналоговому входу умножающего цифроаналогового преобразователя, а другим входом - к выходу блока суммирования-вычитания, цифровые входы младших разрядов умножающего цифроаналогового преобразователя подключены к соответствующим разрядным входам цифроаналогового преобразователя и к соответствующим разрядным выходам аналогоцифрового преобразователя, вход которого является другим информационным входом устройства, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит первый, второй и третий источники опорного напряжения и блок управления умноже нием на логический нуль, выполненный в .виде двух элементов ИЛИ-НЕ и элемента И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу ключа, а два входа соединены соответственно с выходом первого и инвертирующим входом второго элементов ИЛИ-НЕ, группа входов первого элемента ИЛИ-НЕ блока управления умножения на логический нуль подключена к соответствующим выходам младших разрядов аналого-цифрового преобразователя, выход старшего разряда которого соединен с входом старшего разряда цифроаналогового преобразователя и с инвертирующим входом второго элемента ИЛИ-НЕ, подключенного неинвертирующим входом и выходом соответственно к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ блока управления умножением на логический нуль и к цифровому входу старшего разряда умножающего цифроаналогового преобразователя, два опорных входа аналого-цифрового преобразователя подклю" чены к выходам соответственно первого и второго источников опорных напряжений, три неинвертирующих входа блока сложения-вычитания подсоединены соответственно к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, дополняющему выходу цифроаналогового преобразователя и к выходу гретьего источника опорного напряжения, а его инвертирующий вход соединен с основным выходом цифроаналогового преобразователя, третий вход сумматора подключен через ключ к выходу инвертора, вход которого соединен с аналоговым входом умножающего цифроаналогового преобразователя,1280400 Составитель А. МаслРедактор М. Дылын Техред М.Ходанич Корректор М, Максимишин каз 7052/43 Тир ВНИИПИ Государств па делам изобр 113035, Москва, Жписное митета СС нного тений открытииая наб., д. 4/ Проектна иэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор