Широтно-импульсное множительное устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пи 934493(22) Заявлено 171080 (21) 2995830/18-24с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликована 070682, Бюллетень МВ 21 1 М К з С 06 6 7/161 Госуаарствеииый комитет СССР по лелам изобретений и открытийДата опубликования описания 07. 06. 82.Ленина 54) ШИРОТНО в ИМ 11 УЛЬСН МНОЖЙТЕЛЬНОУСТРОЙСТВО компа ключе рой в циала ого мное ши н го чи од". н- ара 15аток этого устройств очность пе емножения е ь длиныхервого О жительного выходе первоХарьковский ордена Ленин институт им. ВИзобретение относится к аналвой вычислительной технике.Известно широтно-импульсноежительное устройство, содержащеротно-импульсный модулятор, сосщий из последовательно соединенинтегратора и компаратора, допотельный компаратор, выход которявляется выходом устройства, кли источники первого и второго вных сигналов, выходы которых советственно подключены ко входутегратора и к первому входу комптора 1,Недост а - низкая т р и слож. ностьНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является множительное устройство, содержащее источник первого входного сигнала, источник второго входного сигнала, широтно-импульсный модулятор, состоящий из последовательно соединенных интегратора и первого компаратора, выход которого подключен к первому входу интегратора, второй вход которого подключен к выходу источника первого входного сигнала че рез блок умножения на знак, второй тор, первый вход которого падк выходу интегратора, а втод - к шине нулевого потен 2. Недостатком .известного множитель ного устройства является наличие погрешноси, обусловленной задержками переключения компараторов, 11 ри учете задержек переключения компара торов выражение для выходной величи ны множительного устройства принимает вид(цх-Б х)-Я х +хотносительная разносттельностей раэноиоляримпульсов на выходе пкомпаратора;длительность отрицательного импульса;длительность полоимпульса;входные сигналы-сомножители;порог срабатывания первогокомпаратора;напряжение наго компаратора;ЪГ, и 7 у время задержек переключенияпервого и второго компараторов соответственно.Составляющая входного сигнала-сомножителя х входят в знаменательэтого выражения и компенсировать ихпростыми средствами не представляется возможным.Цель изобретения - повышение точности,Поставленная цель достигается 10тем, что в широтно-импульсном множительном устройстве, содержащем источники первого входного сигнала, второго входного сигнала, широтно-импульсный модулятор, состоящий иэ 15последовательно соединенных интегратора и первого компаратора, выход которого подключен к первомувходу интегратора, второй компаратор, первый вход которого подключенк выходу интегратора, а второй входк шине нулевого потенциала, и блокумножения на знак, источник второговходного сигнала подключен к первому входу второго компаратора черезблок умноженияна,знак, выход второго компаратора является выходомустройства, выход первого компаратора подключен к знаковому входу блока умножения на знак, выход первогокомпаратора подключен к выходу источника первого входного сигнала,второй вход интегратора подключенк выходу источника первого входногосигнала.Такое построение схемы позволяетполностью исключить погрешность,обусловленную задержками второгокомпаратора. Для полной компенсациипогрешности, обусловленной задержками первого компаратора, источник первого сигнала-сомножителя через резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя первого компаратора.На фиг, 1 приведена принципиальная схема широтно-импульсного устройства; на фиг. 2 - временныедиаграммы работы множительного устройства.Широтно-импульсное множительное 50устройство содержит широтно-импульсный модулятор 1, состояций иэ интегратора 2 и первого компаратора3, второи компаратор 4 и блок 5умножения на знак. Интегратор 2содержит операционный усилитель б,масштабные резисторы 7, 8 и 9 и интегрируюций конденсатор 10. Первыйкомпаратор 3 содержит операционныйусилитель 11, масштабные резисторы12, 13 и 14 и резистор 15 обратнойсвязи. Второи компаратор 4 содержит операционный усилитель 1 б, масштабные резисторы 17, 18 и 19,Блок умножения на знак содержитоперационный усилитель 20, масштабЕсли на вход интегратора 2 подан входной сигнал-сомножитель х, а на вход блока 5 умножения на знак входной сигнал-сомножитель У , то происходят следующие изменения в работе схемы. Скорость изменения напряжения на выходе интегратора 21равна -- (О + х) при положитель 1Тоном и Т (Ц - х) при отрицательномТ, онапряжении на выходе компаратора 3. Здесь+1) - напряжение на выходе компаратора 3; Т - постоянная вре- мени интегратора 2.Изменяются также длительности отрицательного 1 и положительногоимпульсов на выходе компаратора 4, которые с учетом задержек переключения компараторов равны: 2 црСные резисторы 21 и 22, резистор 23 обратнои связи и ключ 24 на полевом транзисторе.Блок умножения на знак может быть выполнен в любом варианте: в виде двух разнополярных ключей, подключающих ко входу второго компаратора прямой или инверсный выход второго источника У входного сигнала-сомножителя или на операционном усилителе и ключе на полевом транзисторе (фиг. 1). Источник первого входного сигнала х через масштабный резистор 12 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 11 компаратора 3.Выход блока умножения на знак может быть подключен к любому из входов (инвертирующемуили неинвертирующему) операционных усилителей 11 и 1 б соответственно компараторов 3 и 4, при этом принцип функционирования устройства не нарушается, а изменяется лишь знак выходного сигнала и масштабный коэффициент при 8Широтно-импульсное множительное устройство работает следующим образом.При отсутствии входных сигналов интегратор 2 и компаратор .3 работает в автоколебательном режиме как релаксационный генератор, На выходе интегратора 2 формируется симметричное йилообразное напряжение, а на выходе компаратора 3 - напряжение прямоугольной формы. Компаратор 4 переключается при переходе через ноль напряжения на выходе интегратора 2, и на его выходе также формируется симметричное прямоугольное напряжение.где 1) - порог переключения компасратора 3;1 в время задержки переключечения компаратора 3 (7 тТО ),Относительная разность длительностей положительного 1 и отрицательного 14 импульсов на выходе компаратора 4 равнаЮ"о%+ОТдВидно,что задержка переключения второго компаратора в окончательное выражение для выходного сигнала . множительного устройства не входит. В числитель этого выражения входит 15 составляющая, пропорциональная сомножителю х, обусловленная задержками переключения первого компаратора, 1что равносильно прохождению части сигнала-сомножителя х на вход этого компаратора и вносит погрешность в результат перемножения, так какэта составляющая погрешности входит в выражение для В линейно, представляется возможным ее компенсация. Компенсируется эта погрешность подключением выхода источника первого входного сигнала-сомножителяк инвертирующему входу операционного усилителя 11 компаратора 3 через резистор 12.Предлагаемое широтно-импульсное множительное устройство позволяет существенно повысить точность перемножения входных сигналов. Формула изобретения Широтно-импульсное множительноеустройство, содержащее источник первого входного сигнала, источник второго входного сигнала, широтно-импульсный модулятор, состоящий иэ последовательно соединенных интегратора и первого компаратора, выход которого подключен к первому входу интегратора, второй компаратор, первыпвход которого подключен к выходуинтегратора, а второй вход - к шиненулевого потенциала, и блок умноженияна знак, отличающеесятем, что, с целью повышения еготочности, источник второго входного сигнала подключен к первому входу второго компаратора через блок умножения на знак, выход второго компаратора является выходом устройства, выход первого компаратора подключен кзнаковому входу блока умножения назнак, вход первого компаратора подключен к выходу источника первоговходного сигнала, второй вход интегратора подключен к выходу источникапервого входного сигнала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 492886, кл. 6 06 6 7/16, 1973.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке ,9 2871917/18-.24,кл. 6 06 6 7/161, 18.0180 (прототип) .934493 дыА интегр Г дюлак У д ю,ию л юьч Составитель Т.Сапуноваактор Л.филь Техред М.Тепер Корректор Н.Стец П 46 Ти НИИПИ Гпо дел 035, Мо каз 39 оное СССР илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна Юьм г 9 оки Хперекп. долярФ раж 731осударственно ам изобретени сква, Ж, Р