Аналоговый перемножитель напряжений

)5 00667/ НИ ИЗО К ное обь водниковаястр, 159, Многофунройства авие", 1982,ИТЕЛЬ сится к области ананой техники и может регулирующих усти и измерительной шение точно иональная еля напряактивГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) АНАЛОГОВЫЙ ПЕРЕМНОЖПРЯЖЕНИЙ Изобретение отно логовой вычислитель быть использовано в ройствах автоматик техники. Цель изобретения - повы сти и термостабильности. На фиг.1 представлена фун схема аналогового перемножи жений.1 - генератор импульсов, 2 - цифровой генератор треугольных функций, 3 - цифроаналоговый преобразователь(ЦАП), 4 - компаратор напряжений, 5, 6 - элементы с односторонней проводимостью, 7, 8 - формирователи пачек импульсов, 9, 10 - ные детектирующие блоки, 11 суммирующий блок фильтрации,На фиг.2 изображен вариант использования аналогового перемножителя в схеме с гальванической развязкой, где введены следующие обозначения;(57) Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники, и может быть использовано в регулирующих устройствах автоматики и измерительной техники, Цель изобретения - повышение точности и термостабильности. Поставленная цель достигается за счет использования в устройстве широтно-импульсного модулятора, выполненного в виде генератора 1 импульсов, цифрового генератора 2 треугольных функций, цифроаналогового преобразователя 3 и компаратора 4, а также за счет введения в устройство двух формирователей пачек импульсов 7 и 8. 2 ил. 1 - импульсный генератор, 2 - цифровой генератор треугольных функций, 3 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), 4 - компаратор. 5 - формирователь пачек импульсов, 6 - буферный усилитель, 7 - формирователь импульсов, 8 - активный детектирующий блок, 9 - блок фильтрации, 10 - развязывающий трансформатор.Генератор импульсов 1 генерирует три стабильных по частоте и строго синхронных последовательности импульсов. Одна из этих последовательностей поступает на тактовый вход цифрового генератора треугольных функций 2, назначение которого - формирование параллельного двоичного кода, описывающего поведение во времени треугольной функции,С выходной шины генератора треугольных функций 2 параллельный двоичный код поступает на входную шину ЦАП 3, работающего в биполярном режиме, который преобразует паоаллельный двоичный код вбиполярное напряжение треугольной формы,С выхода ЦАП 3 биполярное напряжение треугольной формы поступает на первый вход компаратора напряжений 4, на 5второй вход компаратора напряжений поступает напряжение сигнала первого сомножителя Х 1, которое может быть какположительной, так и отрицательной величины.10Как только треугольное напряжение достигает величины, напряжения сигнала сомножителя Х 1, компаратор изменяет своесостояние, Когда напряжение треугольногосигнала уменьшается до уровня, меньшего 15величины напряжения сигнала сомножителя Х 1, компаратор возвращается в первоначал ьное сос гояние. Л роцесс периодическиповторяется, В результате этого на выходекомпаратора формируется биполярный импульсный сигнал, длительность импульсовкоторого пропорциональна величине напряжения первого сомножителя Х 1, а частота повторения равна частоте повторениянапряжения треугольной формы. Таким образом, генератор импульсов 1, цифровой генератор треугольных функций 2, ЦАП 3 икомпаратор напряжений 4 в совокупностипредставляют собой Ш ИМ-модулятор.Биполярный сигнал с напряжением 30прямоугольной формы, формируемыйШИМ-модулятором, разделяется на две части по полярности с помощью элементов содносторонней проводимостью 5, 6, причемэлемент с односторонней проводимостью 5 35пропускает положительную часть импульсов, а элемент 6 - отрицательную.Разделенные по полярности импульсыподаются на два идентичных формирователя пачек импульсов 7 и 8, отличающихся 40тем, что формирователь 7 служит для получения пачек импульсов положительной полярности, а формирователь 8 для полученияпачек импульсов отрицательной полярности.Формирователи пачек импульсов работают следующим образом, На информационные входы формирователей пачекимпульсов поступают ШИМ-сигналы с элементов с односторонней проводимостью, 50причем на формирователь 7 поступает сигнал с положительной полярностью, а формирователь 8 с отрицательнойполярностью,На тактовые входы формирователей пачек импульсов поступают тактовые импульсы с второго и третьего выходов генератораимпульсов 1. Эти импульсы отличаютсямежду собой только полярностью, причемтактовые импульсы положительной полярности поступают на формирователь 7, а отрицательной на формирователь 8.Формирователи пачек импульсов формируют пачки импульсов равной полярности, число в пачке которых пропорционально величине напряжения сигнала первого сомножителя Х 1, частота повторения пачек равна частоте повторения сигнала треугольной формы, а частота повторения импульсов в пачке в два раза ниже частоты тактовых импульсов.С выхода формирователей пачек импульсов эти сигналы поступают на управляющие входы активных детектирующих блоков 9, 10, причем на блок 9 идут импульсы положительной полярности, а на блок 10 - отрицательной. На информационные входы активных детектирующих блоков подается напряжение сигнала второго сомножителя,Одновременно напряжение сигнала второго сомножителя подается на один из входов суммирующей части блока фильтрации 11. Нэ два других входа суммирующей части блока фильтрации подаются сигналы с выходов активных детектирующих блоков 9, 10. Активные детектирующие блоки совместно с суммирующей частью блока фильтрации модулируют сигнал по амплитуде в соответствии с амплитудой напряжения сигнала второго сомножителя.Далее блок фильтрации осуществляет усреднение сигнала, представляющего собой пачки импульсов, число в пачке которых пропорционально амплитуде напряжения первого сомножителя, а амплитуда импульсов в пачке пропорциональна амплитуде напряжения сигнала второго сомножителя. Это равносильно операции умножения.В варианте аналогового перемножителя с гальванической развязкой работа ШИМ-модулятора и формирователя пачек импульсов аналогична описанной выше, за исключением того, что в этом варианте напряжение сомножителя Х 1 должно быть только положительной величины, поэтому ЦАП 3 работает в однополярном режиме, компаратор 4 выдает импульсы положительной полярности и значит не требуется элемент с односторонней проводимостью. Буферный усилитель 6 необходим для согласования выходного сопротивления формирователя пачек импульсов с входным сопротивлением развязывающего трансформатора. Импульсный сигнал, состоящий из пачек импульсов с постоянной частотой повторения в пачке, легко без существенных искажений передается через развязывающий трансформатор.Формирователь импульсов 7 служит для окончательного восстановления формы сигнала,Назначение и работа активного детектирующего блока 8 и блока фильтрации 9 также аналогична работе этих блоков в основном варианте изобретения. Ф ормул а из об рете н ия Аналоговый перемножитель напряжений, содержащий широтно-импульсный модулятор, вход которого является входом задания первого сомножителя, а выход подключен к входам первого и второго элементов с односторонней проводимостью, два активных детектирующих блока, выходы которых подключены к первому и второму входам суммирования блока фильтрации, выход которого является выходом перемножителя, а третий вход суммирования соеаинен с информационными входами первого и второго активных детектирующих блоков и входом задания второго сигнала сомножителя перемножителя, о т л и ч а ю щ и Ч с я тем, что, с целью повышения точности и термостабильности, в него введены два 5 формирователя пачек импульсов, включенные между выходами соответствующих элементов с односторонней проводимостью и управляющими входами активных детектирующих блоков, а широтно-импульсный 10 преобразователь выполнен в виде генератора импульсов, первый выход которого подключен к тактовому входу цифрового генератора треугольных функций, подключенного через цифроаналоговый преобра зователь к первому входу компаратора,второй вход и выход которого являются Соответственно входом и выходом широтно- импульсного модулятора, второй и третий выходы генератора импульсов подключены 20 к тактовым входам соответственно первогои второго формирователей пачек импульсов.1818624 щя нодувнпо)зСоставитель С. Филимонов Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал .Корректор Л. Пилипенко акаэ 1938 Тираж Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям йри ГКН113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101