Четырехквадрантный умножитель сигналов постоянного тока

(7) Заявит ЧЕТЫРЕХКВАДРАНТНЫЙ УМНОЖСИГНАЛОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при построении аналоговых и гибридных вычислительных устройств.Известны четырехквадрантные умноха- тели сигналов постоянного тока, испольэуюшие промежуточное логарифмирование и содержащие стандартные блоки умножения (типа 525 ПС 1), масйтабные резисторы, ключи1 .Эти умножители отличаются высоким быстродействием, но низкой точностью,Более высокую точность обеспечивают время-импульсные устройства перемножения.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является четырехквадрантный умножитель,содержащий интегратор, инвертор, первый, второй и третий масштабные резисторы, соединенные между собой одним из выводов, компаратор, ключ, управляюший вход которого соединен с выходом компаратора, а информационный вход - с выходом инверто 2ра и вторым выводом третьего масштабного резистора, второй вывод первого масштабного резистора соединен с входом инвертора и является первым входом умножителя, второй вывод второго масштабного резистора соединен с выходом интегратора и является выходом умножителя, а первый и, второй выходы иомпаратора являются вторым и третьим входами 1 Оумножителя. Умножитель позволяет по-, лучить высокую точность перемножения .сигналов постоянного тока 1 2 ..Однако он имеет малое быстродействиепри необходимости получения низкого уров ня пульсаций выходного напряжении, что является большим недостатком при построении быстродействуюшихвычислитель ных устройств.Цель изобретения - повышение быстро- рО действия.Поставленная цель достигается тем,что в известный четырехквадрантный умно житель сигналов постоянного тока, содержаший ннвертор, вход которого является5 9801 напряжение интегратора 13 не изменяется, Таким образом, в установившемся режиме пульсации на выходе напряжения отсутствуют. Ключи 10 и 11 исключают влияние конечного сопротивления ключей 8 и 9 на процесс в схеме, улучшая ее работу. В частности, в каждом такте обеспечивается постоянное входное сопротивление интегратора. В переходном режиме умножитель представляется колебательным 1 о звеном, в котором коэффициент колебательности и постоянная времени определяются номиналами резисторов и конденсаторов. Выбором номиналов резисторов и конденсаторов достаточно просто при 15 заданной точности выбрать минимальное время переходного процесса, которое может составлять величину, соизмеримую с временем такта.Технико-экономическая эффективнос ть Опредлагаемого технического решения заключается в повышении быстродействия выполнения операции умножения в 10- 1000 раэ в зависимости от требуемойточности и независимо от скважности 25 входных сигналов. Это определяется тем,что в предлагаемом умножителе время .переходного процесса может быть достигнуто 2 - 6 периодов ШИМ сигнала припрактически нулевой пульсации выходного Зф напряжения. В известных умножителях величина пульсаций зависит от постоянной времени фильтра, Для достижения пульсации 1% выходного напряжения впрототиге, работающем с точностью 1%,постоянная времени фильтра Тф должна .быть равна 100 периодов ШИМ сигнала, тогда время переходного процесса при скачкообразном входном сигнале равно600 периодов ШИМ сигнала, т, е; 100- 4 е 3000 раз и выше чем в предлагаемом умножителе. При необходимости получить уровень пульсаций 0,1% и точность 0,1% быстродействие снижается еше более, чем на порядок, Таким образом, чем точнее необходимо реализовать устройство умножения и чем ниже нужно получить уровеньпульсаций выходного напряжения тем выше эффективность применения предлагаемого устройства.50 формула изобретения Четырехквадрантный . умножитель сигналов постоянного тока, содержащий инвер04 бтор, вход которого является первым информационным входом умножителя, первый ключ, информационный вход которого подключен к выходу инвертора, компаратор, входы которого являются соответственно вторым информационным и тактовым входами умножителя, а выход подключен к управляющему входу первого ключа, интегратор, выход которого является выходом умножителя и три масштабных резистора,первые выводы которых объединенывторой вывод первого масштабного резистора подключен к входу инвертора, второйвывод второго масштабного резистора подключен к выходу интегратора, а второйвывод третьего масштабного резистораподключен к выходу первого ключа, о. тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения его быстродействия, в неговведены последовательно соединенные формирователь импульсов и триггер управления, четвертый и патый масштабные резисторы, второй, третий; четвертый и пятый ключи и запоминающий конденсатор,вход формирователя импульсов подключенк второму входу компаратора, первый выход триггера управления подключен к управлякюцим входам второго и пятого клвчей, а второй выход триггера управленияподключен к управляющим входам третьего и четвертого ключей, информационныевходы второго и четвертого ключей объеаинеиы и подключены к первому выводутретьего масштабного ржастора, выходвторого ключа и информационный входтретьего ключа объединены и через эапоминакмций конденсатор, подключены кшиве нулевого потенциала, первый выводчетвертого масштабного резистора подключен к выходу третьего клюЧа, а первыйвывод пятого масштабного резистора подключен к информационному входу пятогоключа, вторые выводы четвертого и пятого масштабных резисторов объединеныи подкл 1 очены к входу интегратора, выходы четвертого и пятого ключей подключены к шине нулевого потенциала. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Аналоговые и цифровые интегральные схемы. Под ред, В. С. Якубовского,М., Сов. радио, 1979, с. 238 -239.2, Грэм Дж. Проектирование и применение операционных усилителей. М., Мир",1974, с, 196 - 298 (прототип),980104 Составитель Т. СапуновРедактор Н. Гришанова Техред М.Гергедь рректор О. В 36 1/3 а ое д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9ВНИИПИпо д13035,Тираж 731 Поосударственного комитета СССам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб.