Устройство для умножения

(5 М.Кя С 06 С 7/6 3 Ьвудлретеееай квмнтвт СССР аф делан изобретений к вткрнткйДата енублнковання описания 23.0.81(72) Авторы изобретения А. И. Ковалев й Ю. И. Пучков Московский ордена Ленина энергетический итститут, Смоленский филиал(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может найти применение в информационно .-измерительных преобразователях.Известно время-импульсное .уст-". ройство для умножений .с осреднением потока широтно-модулированных импульсов, соДержащие импульсный делитель напряжения и фильтр 11.Недостатком его является малое быстродействие и небольшая величина выходного напряжения.Для повышения величины выходного напряжения можно использовать схему время-импульсного устройства уш ножения 2.Недостатком этого устройства яв,ляется его инерционность.Наиболее близким к.изобретению техническим решением является устройство для умножения, содержащее усилитель постоянного тока, сумматор, запоминающее устройство, интегрирующий усилитель, блок управления, три ключа, сглаживаюший фильтр, резистор обратной связи 3 .Недостатком известного устройства,помимо его сложности, является значительная инерционность в случае невыполнения условий настройки, реаль. но всегда имеющая место из-за изменений величины коэффициента передачи быстродействующего блока. Время отработки устройством изменения величины сомножителей зависит от ве-.личины постоянной времени сглаживающего фильтра, и с ростом последней возрастает Инерционность же сглаживающего фильтра с целью уменьшения амплитуды пульсаций на выходе устройства выбирается .большой.Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для умножения, содер 1 кащее переключатель, управляющий вход которого является первым входом87539 5 10 5 20 25 30 6/С 1О= Ое,35 О= Оев40 45 50 устройства, первый неподвижный кон-.такт переключателя подключен к шиненулевого потенциала, два сглаживающих фильтра, .входы которых объединены, и сумматор, выход которого является выходом устройства, введен .дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого подключен квыходу первого сглаживающего Фильтра,неинвертирующий вход - к выходу второго ,сглаживающего фильтра и кпервому входу сумматора , а вы -ход - ко второму входу сумматоравходы сглаживающих фильтров подклю"чены к подвижному контакту ключа,второй. неподвижный контакт которогоявдяется вторым входом устройства.На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для умножения;на Фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство для умножения содержитключ 1, сглаживающие фильтры 2 и3, дифференциальный усилитель 4, усумматор 5.Работа схемы происходит следующимобразом.На один вход устройства подается напряжение О, являющееся однимиз входных сигналов, а на другойвход - скважность импульса 8 =С/Тявляющаяся вторым входным сигналом,причем на время 14 переключатель1 замкнут .в верхнее положение, а наостальное время периода подключен кшине нулевого потенциала,На фиг. 2 приняты следующие обозначенияО - напряжение на выходе переклюКчателя 1,Ор, Ор- напряжение на выходахфильтров 2 и 3 соответствен-но,О- - постоянная составляющая,О - напряжение на выходе диффеУСренциального усилителя 4.Устройство для умножения работает следующим образом,Постоянная времени Г 1 сглаживающего фильтра 3 выбирается вдвое большейпостоянной времени Т 2 сглаживающегофильтра 4. В результате амплитудапульсаций на выходе фильтра 3 оказывается . вдвое меньше амплитуды пульсаций на выходе фильтра 2. Постоянная составляющая напряжения ОО=ООна выходах общих фильтров одийакова.Выходные напряжения фильтров 3 и 4подаются на инвертирующий и неинверти 8 4рующий входы дифференциального усиления 4, у которого коэффициенты передачи ,по входам равны единице, В результате на выходе усилителя 4 бу; дет отсутствовать напряжение, пропорциональное постоянной составляющей напряжения О, а напряжение пульсаций по величине равно напряжению пульсаций на выходе фильтра 3 но имеет противоположный ему знак. (В усилителе 4 происходит вычитание выходных напряжений 0, О соответственно фильтров 2 и 3,). В сумматоре Ъ напряжения пульсаций с выходафильтра 3 и с выхода усилителя 4 вычитаются и в идеальном случае напря жение пульсаций на выходе сумматора 5 равно нулю.Следовательно, напряжение на выходе сумматора 5 будет определяться только постоянной составляющей напряжения фильтра 3.Постоянные времении С,могут отличаться необязательно в два раза. В этом случае также можно практически полностью устанить пульсации на выходе устройства установлением соответствующего коэффициента передачи по одному из входов сумматора 5.При скачкообразном изменении напряжения 01 напряжение постоянной составляющей на выходе фильтра и будет иметь вид а на выходе фильтра 2 Напряжение постоянной составлящей на выходе дифференциального усилите- ля 4 в этом случае уже не будет равно нулю, а составит величину(1) Величина же постоянной времени Г выбирается не из условия минимум пуль- . сации, а из условия, чтобы за время Т конденсатор фильтра не успел полностью перезарядиться. Достаточно для этого выбрать 1 2 = Т , В этом случае можно взятьГ = 2 Т,Из выражения (1) следует, что ус-.тановление напряжения Оу с точно5 97539 стью в 17. происходит. за время не пре вышающее 5 Т, что намного меньше,г чем время переходного процесса в известном устройстве.Во время испытаний устройства выбиралось Т11 с и время переходного процесса с точностью в 13 не превышало 5 мс. Для сравнения при расстройке известного устройства на 27 и Т1 мс: время вхождения в 13 10 зону составило 0,05 с. Быстродействие предлагаемого устройства в несколько раз больше, чем у известного. Это достигается тем, что постоянные времени фильтрОв выбираются не из условия подавления пульсаций до допустимой величины, а из условия отсутствия полного пере- заряда в течении периода конденсаторов фильтров. Подавление же пульса,ций обеспечивается благодаря приме 1 нению специально организованной струк. туры.Ф Формула изобретения Устройство для умножения, содержа-, щее переключатель, управляющий вход которого является первым входом устройства, первый неподвижный контакт переключателя подключен к шине нуле.1вого потенциала, два сглаживающихфильтра, входы которых объединены,и сумматор, выход которого являетсявыходом устройства, о т л и ч а ю "щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в него введен дифференциальный усилитель, инвертирующий входкоторого подключен к выходу первогосглаживающего фильтра, неинвертирующий вход - к выходу второго сглажи"вающего фильтра и к первому входусумматора, а выход - ко второму входусумматора, входы сглаживающих фильтров подключены к подвижному контакту ключа, второй неподвижный контакткоторого является вторым входом устройства.Источники информации,йринятые во внимание при экспертизе1. Смолов В. Б., Угрюмов Е. П.Время-импульсные вычислительные устрройства, Л., "Энергия", 1968, с9,рис52. Смолов В, Б., Угрюмов Е . П,Время-импульсные вычислительные устройства. Л., "Энергия", 1968, с. 20,рис. 1 О.3, Авторское свидетельство СССРУ 533935, кл, 6 06 6 7/161, 975/ В. Еремеев Ре 8/75 Тираж 748НИИПИ Государственного комитета СССРна делам иэобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская каб., д. 4/ е дпи каз филиал ПОП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,