Перемножитель электрических сигналов

(54) ПЕРЕМНОЖИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХСИГНАЛОВ ель электрических сигналектрическим вычислительвам и может быть аналоговых вычислитель" также в системах управлеи переменного тока. тения: перемножитель соционный умножитель (1), олярности (2,3), переклю- (4), блоксинхронизации(5) мматор (6). 4 ил. инение(57) Перемножи лов относится к 3 ным. устройс использовано в ных машинах, а ния приводам Сущность изобр держит безынер переключатели чатель с памятью усредняющий су укашенк ьедине т, Г,И.Ста х аналого СР-пр ип. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРПредлагаемое изобретение относится к электрическим выцислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах, а также в схемах управления приводами переменного тока,Целью предполагаемого изобретения является повыщение точности перемнокителя переменных во времени сигналов.Поставленная цель достигается тем, что в известный перемножитель электрических сигналов, содержащий первый и, второй модуляторы, входы которых являются входами перемножителя, безынерционный умножитель, первый и второй входы которого подклюцены к выходам первого и второго модуляторов, блок управления, первый выход которого подключен к управляющим входам модуляторов, фильтр низких частот, выход которого является выходом перемножителя, введен управляемый переклюцатель с памятью, подключенный входным выводом к выходу безынерционного умно- жителя, управля 1 ощим входом - к второму выходу блока управления, фильтр низких частот снабжен вторым входом и подключен первым и вторым входами к первому и второму выходным выводам управляемого переключателя с памятью соответственно,Повышение точности перемножения переменных во времени сигналов достигается за сцет уменьшения динамической погрешности, вносимой фильтром нижних частот. Уменьшение указанной погрешности обеспечивается за счет использования фильтра низких частот с увеличенной полосой пропускания. Это позволяет сделать то, что в заявляемом устройстве погрешность (ЬХ ЬУ + С) измеряется и вычитается из результата перемнокения, а погрешность перемножения Х ЬУ + У ЬХ) модулируется частотой, увеличенной в два раза,Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отлИчается наличием управляемого переключателя с памятью, подключенного входным выводом к выходу безь 1 нерционного умножителя, управляющим входом - к второму выходу блока управления, фильтр низких частот снабжен вторым входом и подключен первым и вторым входами к первому и второму выходным выводам управляемого переключателя с памятью соответственно, Это позволяет сделать выводо соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна". Поскольку указанное отличие позволяет решить поставленную задачу повышения точности перемножения, а при изучении других технических решений в данной области техники не были выявлены признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, этодает воэможность утверждать, что заявляемое техническое решение соответствуеткритерию "существенные отличия",На фиг,1 изображена функциональнаясхема перемножителя электрических сигналов; на фиг.2 - один из вариантов выполне"0 ния блока управления; на фиг,З - один иэвариантов выполнения модулятора; нафиг.4 - эпюры сигналов в узловых точкахперемножителя.Перемножитель электрических сигна"5 лов содержит безынерционный умножитель1, переключатели полярности 2 и 3, переключатель 4 с памятью, блок 5 синхронизации и усредняющий сумматор 6 снеинвертирующим и инвертирующим вхо 20 дами. Безынерционный умножитель 1 подключен входами к вь 1 ходам переключателей2 и 3, а выходом - к входному выводу переключателя 4 с памятью, Блок 5 синхронизации подключен первым выходом 7 куправлглощим входам переключателей 2 и 3,а вторым выходом 8 к управляющему входупереключателя 4 с памятью, Переключатель4 с памятью подключен выходными выводами к входам сумматора 6, выход которого30 является выходом перемножителя. Входамиперемножителя являются входы переключателей 2 и 3,Переключатель 4 с памятью может бытьвыполнен по схеме, содержащей управляе 35 мые ключи 9, 10 и накопительные конденсаторы 1112, Входные выводы ключей 9, 10обьединены служат входным выводом блока 4, Управлнощие входы ключей 9, 10 обьединены и служат управляющим входом40 блока 4. Выходные выводы ключей 9, 10соединены с первыми выводами конденсаторов 11, 12 и служат выходными выводамиблока 4, Вторые выводы конденсаторов 11,12 подключены к общей шине.45 Блок 5 синхронизации содержит последовательно соединенные мультивибратор13, триггер 14. схему НЕ 15 и схему И 16, атакже последовательно соединенные делитель 17 частоть 1 выполненный на счетчике50 ИЕ 6) и схему НЕ 18, При этом делитель 17частоты подключен к выходу мультивибратора 13, а выходом к второму входу схемы И16. К первому выходу 7 блока управленияотносятся выходы 7.1 и 7,2, являющиеся вы 55 ходами триггера 14 и схемы И 16. Вторымвыходом 8 блока управления служит выходсхемы НЕ 18,Переключатель 2 3) содержит схему 19вычитания на операционном усилителе, инвертирующий вход которой подключен че рез управляемый ключ 20 к первому неинвертирующему входу, Второй неинвертирующий вход схемы 19 вычитания подключенчерез управляемый ключ 21 к общей шине.При этом, сигнальным входом модулятора 5служит инвертирующий вход схемы 19 вычитания, управляющим входом - управляющие входы ключей 20 и 21, а выходом -выход схемы 19 вычитания,Устройство работает следующим абразом,Цикл работы определяется периодомследования управляющих импульсов переключателя 4 с памятью. В промежутке между управляющими импульсами ключ 9.15замкнут, а ключ 10 разомкнут. На выходебезынерционного умножителя 1 форлируется сигнал01= Х У+ 1(Х ЛУ+ У ЛХ)+ЛХЛ У+ Л, (2) 20где Х,У - перемножаемые сигналы;Л Х, Ь У - смещения на соответствующих входах безынерционного умножителя 1 с учетом смещений, вносимых переключате лями 2 и 3;Ь- смещение на выходе безынерционного умножителя 1;1 - периодическая энакопеременная функция с единичной амплитудой и с пери одом, равным 2 т;т - период следования задающих импульсов, формируемых одновибратором 13.Этот сигнал поступает через замкнутый ключ 9 на неинвертирующий вход сумма тора 6,С приходом управляющего импульса ключ 9 размыкается, а ключ 10 замыкается. При этом на выходе безынерционного умно- жителя 1 формируется сигнал 40о 1= ЛХЛ У+ЛНа время замыкания ключа 10 накопительный конденсатор 12 подключается к вы ходу безынерционного умножителя 1. После прихода нескольких управляющих импульсов накопительный конденсатор 12 зарядится до входного напряжения, и на инвертирующий вход усредняющий сумма тор б будет поступать напряжение, равное1 А(3)Поскольку смещения ЛХ, Л У и Л являются по существу постоянными параметрами, то длительность управляющих 55 импульсов и частота их следования могут быть выбраны достаточно малыми величинами. В момент размыкания ключа 9 на о и- тельный конденсатор 11 запоминает выходное напряжение безынерционного умножителя 1. На время размыкания ключа 9 неинвертирующий вход фильтра б низких частот оказывается подключенным к накопительному конденсатору 11. Поскольку произведение ХУ не может заметно измениться эа столь короткий интервал времени, то сигнал на неинвертирук щем входе сумматора 6 с высокой степенью точности будет описываться выражением (2) в течение всего времени работы перемножителя,На фиг,4 приведены сфаэированные диаграммы сигналов на выходах блоков, иллюстрирующие работу предлагаемого перемножителя аналоговых сигналов, где 0-1 - сигнал на)-ом выходе 1-го блока; ) - -1,2, 1 = 4,1318.Поскольку на неинвертирующий и инвертирующий входы усредняющего сумматора б приходят сигналы, описываемые выражениями (2) и (3), то выходной сигнал перемножителя можно записать так2 = Ф(ХУ + 1(Х Л У + У ЛХ,где Ф - оператор, определяющий воздействие блока 6 низких частот на входной сигнал.Отображением оператора Ф( ) в комплексной области является амплитудно-фазовая характеристика фильтра ФО о,Высокочастотная помеха 1 (Х ЛУ+ +У Л Х), присутствующая на входе блока б, имеет несущую частоту в= 2 л/2 т. При выборе усредняющего сумматора б с граничйой частотой его эффективной полосы пропускания сдфв, высокочастотная помеха т (Х Л У + У ЛХ) отфильтровывается и не проходит на выход перемножителя.В этом случае выходной сигнал пере- множителя запишется в виде:2=Ф(ХУ)=ХУ+ д,где д - динамическая погрешность перемножения.Эта погрешность зависит от соотношения эффективной полосы пропускания блока б и спектральной характеристики полезного сигнала Х У. При этом, чем шире полоса пропускания блока б, тем меньше вносимая погрешность.Формула изобретенияПеремножитель электрических сигналов, содержащий первый и второй переключатели полярности, информационные входы которых являются соответственно первым и1836694 72 73 вторым информационными входами пере- множителя, безынерционный умножитель, первый и второй входы которого подключе-ны к выходам первого и второго переключателей полярности, управляющие входы 5 последних подключены к первому входу блока синхронизации, усредняющий сумматор, выход которого является выходом пере- множителя, отличающийся тем,что,с целью повышения точности перемножения, в него введен переключатель с памятью, информационный. вход которого подключен к выходу безынерционного умножителя, управляющий вход - к второму выходу блока синхронизации, а первый и второй выходы подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам усредняющего сумматора,1836694 Составитель М. Ярославцев ейред М, Моргентал Ко р Я, Ливринц еда каз зог 1 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 45 здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Производствен