Множительное устройство

(и) 955104 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическиеРеспублик(51) М. Кл. С 06 С 7/16 3 Ьеударетеанный кемнтет СССР но аенем нэобретеннЯ и открытнЯлябинскии пол им. Ленинск хническии институт комсомола(71) Заяви 4) МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО иожительщее из вля- условеднедости гд ащее эл которо являИзобретение относится к автома тике и вычислительной технике, в частности к время-импульсным множ тельным устройствам, и предназначено для использования в системах промышленной автоматики и вычисли тельной техники.Известно вероятностное мн ное устройство (МУ), состоя широтно-импульсных модуляторов и элемента И 11. Недостатком известного МУ я ется низкое быстродействие, об ленное длительным временем уср ния выходных импульсов.Наиболее близким к изобретению является МУ, состоящее из параллель ных частотно-широтно-импульсных каналов преобразования сигналов-сомножителей и элемента равнозначности, Для повышения быстродействия МУ частотно-широтно-импульсные преобразователи выполнены по принципу подчиненной синхронизации частот автоколебаний, когда частота автоколебаний одного из преобразователейнаходится в целочисленном соотношении с частотой автоколебаний второгопреобразователя 21.Недостатком этого МУ является егонизкая помехоустойчивость. Если навход ведущего частотно-широтно-импульсного преобразователя воздействует помеха с амплитудной, превышающей уровень допустимого входного,сигнала, то происходит срыв режима автоколебаний как у ведущего, таки у ведомого преобразователей. Приэтом выходной сигнал МУ достигаетмаксимальной величины, несмотря нато, что сигнал-сомножитель на входевторого (ведомого) преобразователяможет иметь нулевой уровень.20 Цель изобретения - повышение поме"хоустойчивости.Поставленная цель етсятем, что в МУ, содерж ементравнозначности, выход гоОЙ 1сигнал релейных элементов 12 и 13 неизменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку в пределах, определяемых напряжением источника питания МУ.При отсутствии на входе 15 первого сигнала-сомножителя Х(й) выходной сигнал У 2(с) релейного элемента 12 представляет собой двухполярные импульсы со средним нулевым значением (фиг. 2 д). Переключение релейного элемента 12 происходит под воздействием выходного сигнала У 1,(с) интегратора 6 в моменты времени выполнения условия У 6(т.)(В). Наличие сигнала Х 1(1) приводит к изменению производной выходного сигнала интегратора 6. В интервалевремени совпадения знаков напряжений Х (й) и У 1(й) скорость изменения развертки У(т.) определяется суммой токов входного и обратной связи ведущего автоколебательного каскада ИУ, а в интервале несовпадения знаков сигналов Х.1(т.) и У,2(т.) - разностью соответствующих им токов. В результате период следования импульсов на выходе релейного элемента 12 уменьшается, а их постоянная составляющая за период автоколебаний устанавливается пропорциональной уровню первого сигнала-сомножителя ИУ.Сумматор 3, интегратор 7, модулятор 10 и элемент 13 служат для преобразования второго сигнала сомножителя Х (т,). Амплитудный модулятор 10 осуществляет перемножение сигналов на вь 1 ходе интегратора 7 и элемента ИЛИ 9. Частота автоколебаний ведущего автоколебательного каскада МУ зависит от частоты следования импульсов на выходе релейного элемента 12, соотношения постоянной времени интегратора 7 и величины порогов переключения релейного элемента 13,Одновибратор 11 осуществляет формирование импульсов малой длительности синхронно с началом очередногопериода автоколебаний ведущего автоколебательного каскада МУ (фиг. 2 д, е). В амплитудном модуляторе 10 выходной сигнал У (С) элемента ИЛИ 9 модулируется по амплитуде на уровневыходного сигнала У 7(т.) интегратора 7 (фиг. 2 ж). Переключение релейного элемента 13;(фиг. 2,з) происходит под воздействием выходного сигнала У, (С) амплитудного модулятора10 в . моменты времени выполнения 3 9 Я 1ется выходом устройства, последова=тельно соединенные первый сумматор,первый интегратор, первый релейныйэлемент и одновибратор, выход первого релейного элемента подключен кпервому входу элемента равнозначности и к первому входу первого сумматора, второй вход которого является первым входом устройства, после-.довательно соединенные второй сумма" 16тор, второй интегратор, амплитудныймодулятор и второй репейный элемент,выход которого подключен к второмувходу элемента равнозначности и кпервому входу второго сумматора, второй вход которого является вторымвходом устройства, введены первый ивторой пороговые элементы, входы которых подключены соответственно к первому и второму входам устройства ипоследовательно соединенные третийсумматор, демодулятор и элементИЛИ, второй вход которого подключенк выходу одновибратора, а выход - квторому входу амплитудного модулятора, выходы пороговых элементов подключены соответственно к первому и второму входамтретьего сумматора,На фиг, 1 дана структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.Множительное устройство (фиг, 1)содержит сумматоры 1-3, пороговыеэлементы ч и , интеграторы 6 и 7,демодулятор 8, элемент ИЛИ 9, амплитудный модулятор 1 О, одновибратор11, релейные элементы 12 и 13, элемент 1 ч равнозначности, входные 15и 16 и выходные 17 клеммы,Принцип работы МУ следующий.Сумматор 1, интегратор 6 и релей-.ный элемент 12 образуют ведущий автоколебательный каскад с частотноширотно-импульсной моДуляцией, предназначенный для преобразования пер- фвого сигнала-сомножителя Х, Трактпреобразование второго сигнала-со-.множителя Х(й), выполненный на основе сумматора 3, интегратора 7, модулятора 10 и элемента 13, является Яведомым, так как частота его автоколебаний: находится в целочисленномсоотношении с частотой выходного сигнала У(т.) ведущего автоколебательного каскада ИУ. Репейные элементы 5512 и 13 имеют симметричную неинвертирующую петлю гистерезиса (фиг. 2 в)с порогами переключения В. Выходной6в пределах зоны нечувствительностипорогового элемента 5,Тогда на выходе блоков 4, 8 и 9формируется сигнал логической "1",под воздействием которого ведомыйавтоколебательный каскад МУ переходит в режим собственных автоколебаний, цто исключает ошибку работыустройства из-за превышения сигналомХ 1(с) уровня допустимого входногосигнала ведущго автоколебательногокаскада.Пороговый элемеНт 5 введен в схему МУ с целью исключения режима собственных автоколебаний ведомого автоколебательного каскада в случае одновременного выполнения условий1 Х 1(с)(+С),Х (с) аС/ когдачастоты сигналов У 1(с), У 1(с) близки друг к другу и йеревод сумматора3, интегратора 7 и релейного элемента 13 в режим соЬственных автоколебаний может. вызвать существенную ошибку работы устройства, При этом навыходе пороговых элементов 4 и 5 формируются сигналы логической "1" различного знака, и напряжение на выходе сумматора 2 равно нулю. В результате сумматор 3, интегратор 7, модулятор 10 и релейный элемент 13 продолжает работать в качестве ведомого автоколебательного каскада МУ,Наличие порогового элемента 5 дляслучая 1 Х(с)1Х, Х(с)(+С невлияет на работу схемы, так как приХ(с) ХХ автоколебания в сумматоре 2, йнвертора 7, модулятора10 и релейного элемента 13 принципиально невозможны,Таким образом, введение в схемумножительного устройства суиматора2, пороговых элеиентов , демодулятора 8 и элемента ИЛИ 9 позволяетповысить его помехоустойчивость.Экономический эффект от использо"вания изобретения обусловлен его техническими особенностями, приведенными выше. формула изобретения Множительное устройство, содержащее элемент равнозначности, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные первый сумматор, первый интегратор, первый релейный элемент и одновибратор, выход первого релейного элемента 5 95510условияУ 10(с)В (Фиг. 2,ж), Эасчет синхронизации частоты автоколебаний ведомого автоколебательного каскада МУ с частотой -.следования импульсов на выходе ведущегоавтоколебательного каскдда исключается погрешность работы устройства,обусловленная нецелочисленным соотношением частот выходных сигналоврелейных элементов 12 и 13. В осталь 10ном принцип действия ведомого автоколебательного каскада МУ соответствует принципу действия тракта,включающего сумматор, интегратори элемент 12.1%Операция умножения двух сигналовсомножителей Х (с) и Х(с) осуществляется элементом 14 равнозначности, знак импульсов выходного сигнала которого соответствует произведению знаков импульсов на выходерепейных звеньев 12 и 13 (фиг, 2,и),Недостатком подобного принципаперемножения аналоговых сигналов яв"ляется низкая помехоустойчивость МУ.Предположим, что сигнал Х(с)=0,а сигнал на .входе ведущего автоколебательного каскада МУ в результатедействия поиехи превысил уровеньдопустимого входного сигнала МУ, Это 30приводит к срыву режима автоколебаний ведущего автоколебательного каскада множительного устройства, исигнал на выходе релейного элемента12 принимает фиксированное значение.В результате автоколебания в ведомоиавтоколебательном каскаде МУ такжепрекращаются и сигнал на выходе бло.ка 14 принимает максимальное значение, несмотря на то, что Х(с)=0. моДдя исключения указанного недостатка в схему множительного устройства введены сумматор 2, пороговыеэлементы 4 и 5, демодулятор 8 и элемент ИЛИ 9.43Пороговые элементы 4 и 5 выполненыс зоной нечувствительности +С и имеютхарактеристики, показанные на фиг.2,аб. Порог срабатывания +С выбираетсяиз условия,+С с(+Хф , где Х - допустимый входной сигнал ведущего иведомого автоколебательных каскадовМУ, Демодулятор 8 предназначен длявыпрямления выходного сигнала сумматора 2. Его характеристика представлена на фиг. 2,г.Предположим, что сигнал Х (с) навходе сумматора 1 превысил уровеньподключен к первому входу элементаравнозначности и к первому входупервого сумматора, второй вход которого является первым входом устройства, последовательно соединенные фвторой сумматор, второй интегратор,амплитудный модулятор и второй релейный элемент, выход которого под"ключен к второму входу элемента рав- .нозначности и к первому входу вто Орого сумматора, второй вход которого является вторым входом устройст"ва, о т л и ч а ю щ е е с я. тем,что, с целью повышения помехбустойчивости, в него введены первый и вто. 15рой пороговые элементы, входы которых подключены соответственно кпервому и второму входам устройства 04 8и последовательно соединенные третий сумматор, демодулятор и элементИЛИ, второй вход которого подключенк выходу одновибратора, а выХод подключен к второму входу амплитудногомодулятора, выходы пороговых элементов подключены соответственно к первому и второму входам третьего сумматора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Смолов В.Б. и др. Вычислительные машины непрерывного действия.И., "Высшая школа", 1964, с. 328,рис. У.2. Авторское свидетельство СССРй 547782, кл. С 06 6 7/16, 1975. Мь лиал ППП тент , г. Ужгор роектная аж 731рст венногоэобретенийЖ, Ра ВНИИПИ Госу по делам13035, Моск комитета ССи открытийшская наб.,