Множительно-делительное устройство

ОПИСАЛИ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М К 3 9 06 Я 7/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий,роаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому вхо"ду компаратора, второй вход которогосоединен с первой входной клеммойустройства, а выход - с управляющимвходом входного вентиля, в его состав. также входят схема И, двухпозициоиный ключ, выходной ключ, запоминающий блок и генератор синхронизации, выход которого соединен суправляемыми входами двухпоэиционногои выходного ключей и схемы И, второйвход цифроаналогового преобразователяподключен через двухпоэиционный ключко второй и третьей входным клеммамустройства, а внход через выходнойключ к запоминающему блоку, выход которого соединен с выходной клеммойустройства, а генератор тактовых импульсов соединен через схему И с входным вентилем. Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и можетбыть использовано в аналоговых, аналого-цифровых устройствах и измерителях.5Известно множительно-делительноеустройство 1) , которое содержиттри ключевых элемента, управляемыхкоммутатором, и два ключевых элемента, управляемых тактовым генератором, дифференциальный усилитель,четыре фиксатора уровня, управляемый элемент, преобразователь на"пряжение-ток, измерительный блок,источники опорного и входных сигналов, переключатель режима "умножение-деление".К недостаткам этого устройства следует отнести его низкую точность ,при делении слабых сигналов (вели чина которых составляет доли мили- вольт), которые существенно отличаются (в десятки раэ) один от другого. К недостаткам э,ого устройства можно отнести его низкую точность при использовании его в качестве делитель" ного устройства (один из сомножителей является постоянной величиной) для деления сигналов низкого уровня, существенно отличающихся между собой 25 Наиболее близким по технической сущности к предложенному является множительно-делительное устройство21 , содержащее реверсивный счетчик, подключенный входами через входной вентиль к генератору тактовых имф и е вУ 1 70915по величине. На выходе устройства будет вырабатываться сигналОВторое слагаемое в правой части представляет собой погрешность устройства, обусловленную нелинейностью характеристики делителя при делении сигналов низкого уровня, существенно отличающихся по величине один от другого.Целью изобретения является повышение точности устройства, при делении малых сигналов, существенно отличающихся один от другого по величине.Эта цель достигается за счет того, что множительно-делительное устройство, содержащее блок управления, выход которого подключен ко входу первого запоминающего регистра, вы ход запоминающего регистра подключен ко входу первого усилителя с регулируемым коэфФициентом усиления, выход которого соединен со входом блока сравнения, дополнительно содержит усилитель уровня, второй усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, коммутирующий элемент, второй запоминающий регистр, коммутатор входных сигналов и коммутатор опорных сигналов, причем выход коммутатора входных сигналов подключен ко входу усилителя уровня, выход которого подключен ко входу второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, к управляющему входу которого подключен выход коммутирующего элемента, вход коммутирующего элемента подключен к выходу второго запоминающего регистра, выход второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления подключен ко входу первого усилителя с регулируемымкоэффициентом усиления, выход которого является выходом устройст" вавыход коммутатора опорных сигналов подключен ко входу блока сравнения, выходы блока управления подключены к управляющим входам коммутатора опорных сигналов, коммутатора входных сигналов, блока сравнения, коммутирующего элемента и второго запоминающего регистра. 0 30 40 50 На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит коммутатор входных сигналов 1, усилитель уровня 2, первый и второй усилители с регулируемыми коэффициентами усиления 3, 4, блок сравнения 5, коммутатор опорных сигналов 6, первый и второй запоминающие регистры 7,8, 60 блок управления 9, коммутирующий эле.мент 10, клеммы входных сигналов 11, 12, клеммы калиброванных сигналов 13, 14, клеммы опорных сигналов 15, 16, 17, клемму выходного сигнала 18. Усилители с регулируемыми коэффициентами усиления 3 и 4 могут представлять собой усилитель постоянноготока (УПТ) с сопротивлением в цепиотрицательной обратной связи и управляемой цифровой проводимостью навходе. Коэффициент усиления такогоусилителя зависит от кода, посту 11 ающего на входы ключей цифровой управляемой проводимости.Усилитель 3 отличается от усилителя 4 тем, что в нем параллельноцифровой управляемой проводимостивключена неуправляемая проводимостьи коэФфициент усиления этого усилителя, при отключении управляемойпроводимости с помощью коммутирующегоэлемента 10, определяется этой неуправляемой проводимостью.Коммутирующий элемент представляет собой набор ключей, которые коммутируют выходной код регистра 7 навход управляемой проводимости усилителя 3.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии на выходахкоммутаторов 1 и 6 сигналы отсутствуют, запоминающие регистры 7 и 8сброшены в нулевое состояние, на выходах усилителей 2,3 и 4 сигналы также отсутствуют.Рассмотрим работу устройства, приделении двух сигналов, которые имеютнизкий уровень и существенно отличаются один от другогоОперация деления осуществляется вчетыре этапа. На первом этапе коммутатор 1 подключает на вход усилителя уровня 2 калиброванный сигналОк, на коммутирующий элемент 10 сблока управления 9 подается запрещающий потенциал, Усилители 2 и 3имеют коэффициенты усиления К,и Ксоответственно. Чо команде, поступающей с блока управления 9, регистр8 своими выходными сигналами изменяет коэффициент усиления усилителя4 таким образом, чтобы сигнал на еговыходе был равен опорному сигналуОс-, подключенному коммутатором 6ко входу блока сравнения 5 с клеммы15. Этот момент фиксирует блок сравнения, который вырабатывает импульснапряжения, поступающий на блок управления. В этом случае будет справедливо равенствоОа К 1 К КЪ - Оогде К- коэффициент.усиления усилителя 4. Код, соответствующий коэффициенту усилениЯ КЪ запоминается врегистре 8,На втором этапе работы коммутатор 1 подключает ко входу усилителя2 калиброванный сигнал Ок, с клеммы12. Так как величина ОктсУЩественно отличается от Ок то коэффициентусиления усилителя уровня 2 будетотличаться от К, на величину Л К 1, 763915По команде, поступающей от блока управления 9 на регистр 7, последний,изменяя свое состояние, управляетусилителем 3 таким образом, чтобысигнал на клемме 18 был равен опорному напряжению Оо, подключенному кблоку 5 с клеммы 16 коммутатором 6,при этом блок Управления вырабатывает разрешающий потенциал, поступающий на коммутирующий элемент 10,и код регистра 7 поступает на упгаравляющий вход усилителя 3,В этот момент будет справедливоравенство(ко(к ф и ИК +ьк 1 к:цг 5Код, соответствующий коэффициентуусиления К 2 +дК , хранится в регистре 7.На третьем этапе по команде, поступающей с блока управления 9, коммутатор 1,. подключает сигнал О, , ранный делителю, ко входу усилителя 2 склеммы 13, а коммутатор 6 коммутируетопорный сигнал Оо с клеммы 17 навход блока сравнения 5, Блок управления запрещает поступление кода, храни. 25мого в регистре 7 через коммутирующий элемент 10, на управляющий входусилителя 3, Усилители 2 и 3 будутиметь коэффициенты усиления К и Ксоответственно. ЗОВходной сигнал О усиленный усилителями 2 и 3, поступает на нходусилителя 4. По команде от блока управления регистр 8 изменяет свое состояние, который, в свою очередь, изменяет коэффициент усиления усилителя 4 до наступления равенстваО, кк (к,+дк ) = о (3)Код, соответствующий коэффициентуусиления К+дКЪ хранится в регистре 8,На четвертом этапе по команде, поступающей с блока управления, коммутатор 1 подключает ко входу усилителя2 сигнал О(делимое) с клеммы 14.Так как О по величине близкое кО 2, то коэффициент усиления усили- . 45теля 2 будет равен К +дК . По сигналу с блока управлейия, поступающему на коммутирующий элемент 10,регистр 7 устанавливает коэффициентусиления Усилителя, Равный К 2+дК, 5 Осформированным на втором этапе работы,На клемме выходного сигнала получим напряжениео =о,(к, и,ик ьк )(к +ьк,) ("255Уравнение (4) можно переписать с учетом (1), (2) и (3)в ньен, иЬых)о 1 )кпоскольку члены, входящие в выражение - постоянные величины, Из ныражения (5) видно, что результат деления двух сигналов низкого уровня, которые значительно отличаются по величине один от другого, не зависит от нелинейности коэффициента усиления усилителя 2.Предлагаемое устройство можно использовать для определения коэффициента перекрытия снерхрезких варикапон, у которых этот параметр может равняться нескольким десяткам единиц, а уровни сигналон, которые используются при определении коэффициента, ранны единицам и десяткам микровольт.Кроме того, подавая на входы 11- 17,переменные величины, устройство мак.но испольэовать для вычисления выражения согласно формуле (5)Формула изобретенияМножительно-делительное устройство, содеркащее блок управления, выход которого подключен ко входу первого запоминающего регистра, выходзапоминающего регистра подключен ковходу первого усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выходкоторого соединен со входом блокасравнения, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностионо дополнительно содержит усилительуровня, второй усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, коммутирующий элемент, второй запоминающийрегистр, коюутатор входных сигналови коммутатор опорных сигналов, причем выход копыутатора входных сигналон подключен ко входу усилителяуровня, выход которого подключен ковходу второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, к управляющему входу которого подключен выход комутирующего элемента, входкоммутирующего элемента подключен квыходу второго запоминающего регистра, выход нторого усилителя с регулируемым коэффициентом усиления подключен ко входу первого усилителя срегулируемым коэффициентом усиления,выход которого является выходом устройства, выход коммутатора опорныхсигналов подключен ко входу блокасравнения, выходы блока управленияподключены к управляющим входам коммутатора опорных сигналов, коммутатора входных сигналов, блока сравнения, коммутирующего элемента и второго запоминающего регистра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 504204, кл. 6 06 (3 7/16, 1976.2, Анторское свидетельство СССРР 435530, кл 6 06 Я 7/16, 1974Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,ИИПИ по д 3035 Тиражосударственногоам иэобретенийМосква 3-35 Р коми