Многоканальное цифро-аналоговое множительное устройство

(19) (1 6 б 7 / 1 6 3 ЕНИ СПИ К АВТО омножи ь;ходам поркг.ю входу входо ерез ивихор радиоте Кальыко ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(221 24;03.82(461. 23.10.83, Еюл. Р 3972) К.А, Кочкарев, Я;Д., Варецкий и Н.К. Гассоха71) Таганрогский хнический институт имВ.Д. ва (,531 681.34 088.8(56) 1. Автоматические гриборы,. регуляторы и вь 1 числительные системь, Сгравочное пособие. Л., "Каииностроение", 1976, с. 233-235.2. Авторское свидетельство СССР Р 721837, кл 1 б 06.3 3/00 1977.3,Авторское свидетельство СССР ); 731445, клСз 06 3 3/00, 1977 (про-тотиг.1 .54) (57) 1.МНОГОКАНАЛЬНОЕ ЦИФРОАНА-.ЛО 1 ОНОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО,содержащее в каждом канале операционный усилитель, в гель обратной связи ко- торого включен первый масщтабирующий резистор, и второй маса.табирующий резистор, первый вь.вод которого соединен с аналоговым входом канала, а второй вывод . - с сигнальным входом ключа, причем выход операционного усилителя является вь 1 ходом канала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит в каждом канале элемент ИЛИ, интегрирующий конденсатор и группу изэлементов и (где й - количество разрядоц кода сол ножителя канала) и общий для всех каналов генератор ортогональных сигналов, подключенный выходами к первыл входам элементов И.гГУппь каждого канала, соединенных вторили вхарами с входами соответ 6 тс теляв и - сченногоу ключа,с м опера-,ч нтегрис ом операу2. Устройство по г 1, о Т л и ч а.к ю е е с я тем, что генератор ортсгонагьних сигналов содержит элел".ентьИЛИ-НЕ, триггеры и.генератор тактсвых импульсов, подключенньй вьходомк счетному входу первого триггера,соединенного инверсным вь 1 хором спервым входом первого элементайИЛИ-НЕ, а прямьм вь.ходом -.со,счет;ным входом второго триггера, подкгю"ченного инверсньм вь 1 ходом к,первомувходу втоГого элемента ИЛИ-НЕ, апрямым вьходом - к второму входупервого элемента ИЛИ-НЕ и к счетномувходу третьего триггера, соединен. -ного инверсным выходом с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, агрямым выходом - с третьим входомпервого элемента ИЛИ-НЕ,вторым вхором второго элемента ИЛИ-НЕ и сосчетным входом .четвертого триггера,годключенного инверсным вь.ходом квходу четвертого элемента ИЛИ-НЕ, апрял.ым выходом - к четвертому входупервого элемента ИЛИ-НЕ третьемувходу второго элемента ИЛИ-.НЕ и квторому входу третьего элементаИЛИ-НЕ, причем входи элементовИЛИ-НЕ являются выходами генератораортогональных сигналов,1049933 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетнайти применение, в частности, в качестве модели запорных и регулирующих органов (задвижек, вентилей,за"слонок и т,д. в тренажерах для операторов технологических процессов,Известно устройство для перемно-,жения цифрового и аналогового сигна",лов, содержащее цифро-аналоговыйпреобразователь и аналоговЫй перемножитель, например, время-импульсного типа 1 .Недостатком устройства являетсяконструктивная сложность, обусловленная изменением двойного преобразования информации (код-напряжениесерия импульсов),Известно также множительное устройство,содержащее регистр кода сомножителя, генератор ортогональныхсигналов, ключи, триггеры, масштабные резисторы, операционный усилительи блок нормализации С 21,Недостатком устройства также является конструктивная сложность реализации,обусловленная использованиембольшого количества ключей и резисторов, а также дополнительного аналого-цифрового преобразователя приперемножении цифровых сигналов нааналоговые,30Наиболее близким к изобретениюявляется многоканальное цифро-аналоговое множительное устройство, содержащее в каждом канале операционныйусилитель, в цепь обратной связи ко- З 5торого включен первый масштабирующийрезистор, ключи и три группы масштабируюших резисторов, причем резисторыпервой группы соединены первыми выводами с аналоговым входом канала,. 40а вторыми выводами - с сигнальнымивходами соответствующих ключей и через соответствующие резисторы второйгруппы - с входом операционного усилителя и первыми выводами резисторовтретьей группы, подключенных вторымивыводами к выходам соответствующихключей, причем выход операционногоусилителя является выходом канала,а управляющие входы ключей соединеныс входами разрядов кода сомножителяканала, устройства 3 .Недостатком известного устройства .является сложность технической реализации, обусловленная использованием,большого количества ключей и масштабирующих резисторов в каждом каналеперемножителя. Цель изобретения - упрощение устройства. 60С этой целью многоканальное цифроаналоговое множительное устройство, содержащее в каждом канале операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включен первый масштабирующий резистор, и второй масштабирующий резистор, первый вывод которого соединен с аналоговым входом канала, а второй вывод - с сигнальным входом ключа, причем выход операционного усилителя является выХодом канала, содержит в каждом канале элемент ИЛИ, интегрирующий конденсатор и группу из И элементов И (где й - количество разрядов кода сомножителя канала) и общий для всех каналов генератор ортогональных сигналов, подключенный выходами к первым входам элементов И группы каждого канала, соединенных вторыми входами с входами соответствующих разрядов кода сомножителя канала устройства, а выходами - с входами элемента ИЛИ, подключенного выходом к управляющему входу ключа, соединенного выходом с входом опера" ционного усилителя и через интегрирующий конденсатор - с выходом операционного усилителя.При этом генератор ортогональных сигналов содержит элементы ИЛИ-НЕ, триггеры и генератор тактовых им-. пульсов, подключенный выходом к счетному входу первого триггера, соединенного инверсным выходом с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом - со счетным входом второго триггера подключенного инверсным выхбдом к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом - к второму входу первого элемента ИЛИ-НЕ и к счетному входу третьего триггера, соединенного инверсным выходом с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом - с третьим входом первого элемента ИЛИ-НЕ, вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и со счетным входом четвертого триггера, подключенного инверсным выходом к входу четвертого элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом - к четвертому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, третьему входу второго элемента ИЛИ-НЕ и к второму. входу третьего элемента ИЛИ-НЕ, причем выходы элементов ИЛИ-НЕ являются выходами генератора ортогональны сигналов.На фиг. 1 изображена блок-схема многоканального цифро-аналогового мнохительного устройства;на фиг, 2 форма выходных сигналов генератора ортогональных сигналов; на фиг. 3 возможный вариант схемной реализации генератора ортогональных сигналов (для п =4). Л 1 ногоканальное цифро-аналоговое множительное устройство содержит в каждом канале 1 (на фиг. 1 представлены два канала) операционный усилитель 2 первый и второй масштабирующие резисторы 3 и 4, интегрирующий конденсатор 5; ключ 6, элемент ИЛИ 7б,если 0 ых 40 )3 О,если Ооых:0 д"-"251, если 16 7 - РХ 1Х Из сравнения предлагаемого устройства и известного следует, что введение в структуру генератора 9 ортогональных сигналов., общего для всех каналов, позволяет значительно сократить количество используемых в каждом канале (перемноженияключей и масштабирующих резистров. Результатом этого является общее упрощение конструктивной реализации многоканального цифро-аналогового множительного устройства. Положительный эффект наиболее явно проявляется при большом . числе каналов (перемножения) , что характерно, например, в .тренажерах, где число перемножения составляет десятки и сотни. и группу из л элементов И 8 где лколичество разрядов, кода сомножителяканала) и, кроме того, содержитобщий для всех каналов генератор 9ортогональных сигналов. В цепь обратной связи усилителя 2 (между его 5входом и выходом ) включены параллельно резистор 4 и конденсатор 5. Резистор 3 соединен первым выводом саналоговым входомканала,а вторымвыводом - с сигнальным входом ключа 106, подключенного выходом к входусуммирования усилителя 2, а управляющим входом - к выходам элементов И 8группы, первые входы которых соединены с выходами генератора 9 ортогональных сигналов, а вторые входы -с входами соответствующих разрядовкода сомножителя канала, Выход операционного усилителя 2 является выходом канала. Генератор 9 формируетна своих выходах систему ортогональных напряжений 1, 12хл(фиг. 2) вида О, в остальных случаях где 1 - аргумент (время);Т - период следования.Генератор 9 может быть выполнен, например, содержащим (для й =4,фиг.3) генератор 10 тактовых импульсов, .триггеры 11 - 14 и элементы ИЛИ-НЕ 15 - 18. Выход генератора 10 подклю 35 чен к счетному входу первого триггера 11 соединенного инверсным выходом с первым входом первого элемента ИЛИНЕ 15, а прямым выходом - со счетным входом второго триггера 12. Триггер 40 12 подключен инверсным выходом к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ 16, а прямым выходом - к второму,входу элемента ИЛИ-НЕ 15 и к счетному входу третьего триггера 13, Триггер 45 13 соединен инверсным выходок с,первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ 17, а прямым выходом - с третьим выходом элемента ИЛИ-НЕ 15, вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 16 и со счетным входом четввртого триггера 14. Триггер 14 подключен инверсным выходом к входу четвертого элемента ИЛИ-НЕ 18 (используемого дия выравнивания задержек), а прямым выхОдОм - к четвертому входу элемента ИЛИ-НЕ 15, третьему входу элемента ИЛИ-НЕ 16 и., второму входу элемента ИЛИ-НЕ 17.Устройство работает следующим образом.Генератор 9 вырабатывает сигналы 1, 1,тл , которые подаются на входы элементов И 8 во все каналы 1 (перемножения) , на другие входытех же элементов И 8 подаются соответствующие разряды кодов сомножителей Х, Среднее значение за период Тдля любого, сигнала 1 Х на вь 1 ходе генератора 9, как видно из фиг2, равноТ"ср Г" кИ логде Гл, - амплитуда сигналов,На выходе любого эиемента ИЛИ 7,например, в 1 -м канале 1 (перемножения) сигнал имеет вид бых =хх 1+,+х,1 где Х, хХ л - двоичные разряды сомножителя Х . Входная проводимость ф(Ц канала зависит от положения ключа 6 где 6 - проводимость резистора 3; "ьых; - напряжение на выходе элемента ИЛИ 7, поэтомуф;Ж = - (Х;1.+ Х;1 Операционные усилители 2 совместно с. резистораи 4 и конденсатораки 5 представляют собой апериодические звенья и усредняют выходное напряжение, поэтому (считая, что сигналына аналоговом входе-го канала на интервале времени Т изменяются незначительно), получаем 2, 3 К(Х ф 2 ФХдф.+ХлЯ 1 Х 1 Х где К - коэффициент пропорциональности. Таким. образом, при медленных изменениях сигналов Х 1 и У на выходе усилителя 2 среднее значение сигналов пропорционально произведе- ниюХ Х 31049933 Составитель С. КазиновРедактор О. Бугир Текред И.Гергель Корректор Г,Р ик ака 5 Филиал ППП фпатЕнтф, г. Ужгород, ул. Проектная 8/47 . Тир ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Еоскж 706рственного кизобретенийа, Ж, Рау мите отк кая одписноеСССРий