Широтно-импульсное множительное устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Сфвз Советских Социалистицесиих Реслублик(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Эаявлено 1801 ВО (21) 2871917/18-24 (51)М, Кд. Моприсоединением эаяв23) ПриормтетГосударственный комитет ССС Р но делам изобретений н открытий6 7/1 Опубликовано 300981, БюЛлетень М Дата опубликования описания 300981 Ю) Уд)( б 81.335"й Инйв;),лнститутМЬЛ и 1 "; ь на Ленина политехниим.В,И,Ленина арьковский ор с 11) Заявител 4) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙС Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в частности к множительным устройствам.Известны широтно-импульсные множительные устройства, в которых результат перемножения представляетсяв виде разности длительностей импульсов, содержащий интеграторы,компараторы и ключи 11.Основной недостаток. этих устройствсложность преобразования выходногосигнала в цифровой код,НаибоЛее близким по техническойсущности к предлагаемому устройствуявляется широтно-импульсное множительное устройство, которое содержит широтно-импульсный модулятор,состоящий из последовательносоединенных интегратора, ко входу которогоподключен источник входного сигнала,и компаратора, ко входу которогоподключен другой источник входногосигнала, дополнительный компаратор идва ключа (2В этом множительном устройстве реэультат перемножения входных сигналов представляется в виде отиосительной разностц длительностей четырехразнополярных импульсов, что уменьшает точность преобразования иэ"за увеличения погрешности дискретностии влияния Фронтов выходных импульсов,а также уменьшает быстродействие уст-ройства.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.Поставленная цель достигается тем,что в широтно-импульсном множительном устройстве, содержащем источник 10 первого сомножителя, широтно-импульсный модулятор, состоящий из.последовательно соединенных интегратора иосновного компаратора, первый входкоторого является входом второго со множителя устройства, второй входосновного компаратора подключен кшине нулевого потенциала, а выходподключен к первому суммирующему входу интегратора, дополнительный ком паратор, первый вход которого подклю"чен к выходу интегратора, и два ключа, второй вход дополиительного компаратора подключен к.шине нулевогопотенциала, а выход - к управляющим 25 входам первого и второго ключей,прямой выход источника первого сомножителя через первый ключ подключен.ко второму суммирующему входу интегратора, инверсный выход источника 30 первого сомножителя через второйключ подключен к третьему суммирующему входу интегратора, выход основного компаратора является выходомустройства.В результате выходной сигнал устройства формируется в виде двухРазнополярных примыкающих импульсов, относительная разность длительностей которых пропорциональна произведению входных сигналов, чтоуменьшаетпогрешности дискретностипри преобразовании и погрешности,связанные с длительностью фронтов,Быстродействие увеличивается за счетуменьшения в два раза минимальновозможного периода измерения.На Фиг.1 приведена принципиаль"ная схема широтно-импульсного множительного устройства; на Фиг.2 - временные диаграммы работы множительного устройства.Широтно-импульсное множительноеустройство содержит широтно-импульсный модулятор 1, компаратор 2 и ключи 3 и 4 на полевых транзисторах сканалом различной проводимости.Широтно-импульсный модулятор 1 содержит интегратор 5 и основной компаратор 6. Интегратор 5 выполнен наоперационном усилителе 7, к инвертирующему входу которого подключеныпервые выводы резисторов 8-10, вторыевыводы которых образуют первый, второй и третий суммирующие входы ин- .тегратора соответственно, выход операционного усилителя 6 является выходом множительного устройства, неинвертирующий вход операционногоусилителя 7 через резистор 11 подключен к шине нулевого потенциала, между инвертирующими входом и выходомоперационного усилителя включенконденсатор 12, основной компаратор6 выполнен на операционном усилителе13 и резисторах 14-17, дополнительный компаратор, выполнен на операционном усилителе 18 и резисторах 19 и20. Выход интегратора 5 подключен кпервому входу компаратора 2, который переключается при переходе через ноль напряжения на выходе интегратора 5. Выходной сигнал компаратора 2управляет работой ключей 3 и 4, работающих в противофазе. Через ключи 3 и 4 ко второму и третьему суммирующим входам интегратора подключены выходы источника 21 парафаэного входного сигнала первого сомножителя.Широтно-импулЬсное множительное устройство работает следующим образом.При отсутствии входных сигналов интегратор 5 и компаратор 6 работают в автоколебательном режиме как релаксационный генератор. На выходе интегратора 5 формируется симметричное пилообразное напряжение, а на выходе компаратора 6 - напряжение прямоугольной Формы, Дополнительныйкомпаратор 2 переключается при переходе через ноль напряжения на выходе интегратора 5. На выходе компаратора 2 формируется напряжение прямоугольной формы, которое подаетсяна управление ключами 3 и 4. При отсутствии входных сигналов относительная разность длительностей импульсов на выходе компаратора 6равна нулю. Если на вход интеграто"ра подан входной сигнал-сомножительйХ, а на вход компаратора 6 сигналсомножитель У, то происходят следующие изменения в работе схемы, Скорость измерения напряжения на выходеинтегратора будет равна15- СО +Х)тр офбЬ+. Оо О60Таким образом, относительная раз"ность длительностей двух примыкающихимпульсов на выходе компаратора 6оказывается пропорциональной проиэ 65 ведению входных сигналов.- Оо- М) - при положительныхнапряжениях на выходах компараторов 6и 2;-- Оо- Х ) - при положи тель номнапряжении на выходекомпаратора 6 и отрицательном напряжениина выходе компарато 25 ра 2;при отрицательныхнапряжениях на выходах компараторов 6и 2;1 Оо-Х) - при отрицательном.То напряжении на выходе компаратора 6 иположительном напряжении на выходе ком 35 паратора 2,где То - постояннная времени интегрирования 1Оо - выходное напряжение компаратора 6.40Длительности участков, на которыхнапряжение на выходе интегратора изменяется с постоянной скоростью(фиг.2), равныО+ "с- УО ОоХ1 О ОО- Х45 Ос-Ос+ 10 ОМ4 фо-хгде цо - порог срабатывания кЬмпара"тора 6.Длительности положительного Ф,и отрицательного импульсов на выходекомпаратора 6 равный:,; =+Относительная разность длительнос-,тей положительного и отрицательногоС импульсов эа период Т генерируемого напряженияПри представлении произведения входных сигналов в виде относительной разности двух разнополярных импульсов вместо четырех повышается точность преобразования выходного сигнала в цифровой код, так как уменьшается относительное влияние погрешности дискретности при преобразова,нии выходного сигнала в цифровой код путем заполнения интервалов импульсами высокой частоты, погрешности, связанной с длительностью фронтов импульсов, в связи с тем, что результирующая погрешность определяется не на четырех, а на двух интервалах. Быстродействие увеличивается за счет уменьшения в два раза минимального возможного периода измерения.Формула изобретенияШиротно-импульсное множительное устройство, содержащее источник первого сомножителя, широтно-импульсный модулятор, состоящий из последовательно соединенных интегратора и основного компаратора, первый вход кото- рого является входом второго сомножителя устройства, второй вход основного компаратора подключен к шиненулевого потенциала, а выход - подключен к первому суммирующему входуинтегратора, дополнительный компаратор, первый вход которого подключенк выходу интегратора, и два ключа,о т л и ч а ю щ е е с я тсМ, что,с целью повышения точности и быстродействия, второй вход дополнительного компаратора подключен к шиненулевого потенциала, а выход " к управляющим входам первого и второгоключей, прямой выход источника первого сомножителя через первый ключ подключен ко второму суммирующему входу15 интегратора,.инверсный выход источника первого сомножителя через второй ключ подключен к третьемусуммирующему входу интегратора, выход основного компаратора являетсящ выходом устройства.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Смолов В.Б., Угрюмов Е.П. Время-импульсные вычислительные устройства, Л., Энергия, 1968, с.36-43.2, Авторское свидетельство СССРР 492886, кл. 6 06. 6 7/16, 1973 (прототип) .ПодпиР. е ак ю де филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Прое а Тираж 748ИПИ Государственного комито делам изобретений и откры035, Москва, Ж, Раушска та Стийнаб