Устройство для вычисления функции @

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

- Социалистическнк

Республик

<н1,1 0050? 9 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 28. 08. 81 ° (21) 3329739/18-24

Р11 М. К.

G G 7/12 с присоединением заявки ¹â€” (23} ПриоритетГосударственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 150383. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 15 (Щ УДК 881. 335 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А. Ф. Гришков . и И. Г. До рух (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ФУНКЦИИ

А-В

A+B

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в измерительной технике, для подсчета коэффициента модуляции радиосигнала, относительных погрешностей и в аналоговых счетно-решающих устройствах для вычисления функции

A-В

Здесь под А H В понимаются независимые переменные, заданные в виде однополярных напряжений.

Известно устройство для реализации этой функции, основанное на использовании элементарных операций— сложение, вычитание, деление, в ко тором сначала сигналы A и В складывают, вычитают и делять разность на сумму (1 . . Недостаток этого устройства заключается в том, что при значениях A и В, близких друг к другу, делимое .(A-В) имеет малую величину, которая в зависимости от сОотношения A и В может менять знак, деление малой знаконеременной величины приводит к значительньм погрешностям.

Известно также устройство для выА-В числения функции, основанное

А+В на формировании сигналов, пропорциональных величинам А и В, и их сум- мировании 12 j.

Это устройство позволяет уменьшить погрешность решения при близких значениях A и В, так как в нем сначала складывают A и В, порознь находят

A В В

А+В н А+9 инвертируют А+В и

10 складывают с . При это каждое

A делимое А и В имеет величину, не близкую к нулю, и погрешность деления меньше, чем при делении их разности, т.е. малой величины. Однако устройство имеет недостаточную точность и сложно в реализации, поскольку содержит в своем составе два блока деле ни я.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее RC-фильтр, два разнополярных пиковых детектора, сумматор и триггер, последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения и компаратор. Выходы компараторов подключены к входам триггера, а вторые их входы являются вхо-. дами устройства. Вход нС-фильтра подключен к одному из плеч триггера, 1005079 а выход — к входам пиковых детекторов, выходы пиковых детекторов подключены к входам сумматора, выход которого является выходом устройства (3).

Недостатком этого устройства является низкая точность вычисления функции, так как точность устройства в основном определяется неидентичностью =:арактеристик генераторов пилоо бра з ного напряжени я, к омпараторов и разнополярных пиковых детекто ров, входяцих в состав устройства.

Выполнение жестких требований по идентичности укаэанных элементов. является задачей трудновыполнимой, 15 а невыполнение ее ведет к увеличе- .

HHIo погрешности вычисления Функции.

Цель изобретения — повышение точ ности вычисления.

Указанная цель достигается тем, р что в известное устройство для выA-В числения функции ------, содержаА+В щее компаратор и усредняищий фильтр, введены интегратор, источник опорного напряжения и два коммутатора, причем первый и второй сигнальные входы первого коммутатора являются соответственно первым и вторым входами. устройства, а выход подключен к Зр входу интегратора, первый сигнальный вход второго коммутатора соединен с источником опорного напряжения, второй вход подключен к шине нулевого потенциала, а выход соединей с пер- 35 вым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход соединен с управляющими входами, коммутаторов и входом VcРедняющего Фильтра, выход которого 4р является выходом устройства.

На Фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 а — эпиры напряжения на.выходе интегратора Оц g эпиры напряже 45 ний на выходе компаратора ljg и на выходе усредняющего Фильтра Цср .

Устройство содержит первый коммутатор 1, входы которого соответственно подключены к первому и второму входам устройства, источник опорного напряжения 2, второй коммутатор

3, входы которого соответственно подключены к выходу источника опорного напряжения и к шине нулевого потенциала интегратор 4, вход ко- 55 торого подключен к выходу первого коммутатора 1, компаратор 5, входы которого, соответственно подключены к выходу интегратора 4 и к выходу второго коммутатора 3, усредняющий 60 фильтр б, выход которого является выходом устройства, выход компар@тора

5 подключен к управлякицим входам коммутаторов 1 и 3 к входу усредняю щего Фильтра б. 65

Устройство работает следующим образом.

Допустим, что в начальный момент коммутатторы 1 и 3 находятся в положении., как показано на Фиг.1, а на выходе компаратора 5 имеем положительный перепад напряжения. Сигнал

В подается на вход интегратора 4,. на выходе которого сигнал линейно нарастает., При достижении линейно нарастяющим напряжением с выхода интегратора 4 величины ()сд .(момент времени,() компаратор 5 переходит в другое противоположное состояние., т.е. на его выходе отрицательный перепад напряжения, под воздействием которого коммутаторы 1 и 3 перебрасываются в другое положение, противоположное показанному на Фиг.1.

При этом на вход интегратора 4 подается сигнал А. На выходе интегратора 4 сигнал начинает падать и при достижении им величины 0 (момент времени +<) компаратор 5 переходит, в другое. состояние, т.е. на

его выходе положительный перепад напряжения. Коммутаторы 1 и 3 возвращаются в состояние, показанное на фиг.1 и к входу интегратора 4 подключается сигнал В.

Далее сигнал на выходе интегратора

4 начинает линейно наростать и цикл повторяется.

Таким образом, на выходе компаратора 5 будем иметь периодическую последовательность импульсов, имеющих форму меандра (фиг.26), у которой длительность положительных импульсов пропорциональна величине 1

В

1 а отрицательных, период пропор1 1 ционален их сумме (+ ).

Сигнал 0 с выхода компаратора 5, проходя через усредняющий фильтр б, усредняется во времени. На выходе усредняющего фильтра

% 6 () «К % А (А ь

Ф Ф + 1 ф ) б где К вЂ” коэффициент передачи у средср няющего фильтра.

Таким образом,.на выходе усредняющего фильтра имеем сигнал, пропорциональный функции A-B

А+В длительность импульсов формируется с помощью одних и тех же интегратора и . компаратора,поэтому погрешности, вносимые в результат за счет неидентичности компараторов и генераторов пилообразного напряжения в предлагаемом устройстве в отличие от прототипа, отсутствуют. Следовательно предлага1005079

10 емое устройство имеет более высокую точность, чем прототип. Кроме того, устройство проще. Вновь введенные элементы не представляют технической трудности при их реализации.

Интегратор и усреднякщий фильтр, например, могут быть реализованы на операционных усилителях, а коммутаторы -=на полевых транзисторах.

Погрешность вычисления функции в предлагаемом устройстве в 5 раз меньше, чем у прототипа.

Формула изобретения

Устройство для .вычисления Функции А-В содержащее компаратор

А В и усредняюший фильтр, о т л и ч аю щ е е с я . тем, что, с целью повышения точности вычисления, в него введены интегратор, источник опорного напряжения и два коммутатора, причем первый и второй сигнальные входы первого коммутатора являются соответственно первым и вторым входами Я5 устройства,а выход подключен к входу интегратора, первый сигнальный вход второго коммутатора соединен с источником опорного. напряжения, второй вход подключен к шине нулевого потенциала, а выход соединен -с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход соединен с управляющими входами коммутаторов и входом усреднякщего фильтра, выход которого является выходом устройства.

Источннки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коган Б.Я. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. М., Госиздательство Физико-математической литературы, 1959, с. 319-328.

2. Жилинскас Р.П. Измерители отношения в радиоизмерительной технике., М., Советсвое радио, 1975.

3 ° Авторское свидетельство СССР

9 640313, кл. G Об G 7/12, 1977 (прототип) .

НИИПИ Заказ 1903/66 ираж 704 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,ул.Проектная,4