Множительно-делительное устройство

 

МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый компаратор , первый и второй ключи и интегратор , инвертирующий вход которого , через первый и второй ключи подключен к первому и второму входам устройства соответственно, выход ин- . тегратора подключен к первому входу первого компаратора, отличающ; е ё с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в устройство дополнительно введены вто- . рой и третий компараторы, источник напряжения смещения, реверсивный счетчик, триггер, элемент И и регистр пгмяги, причем выход интегратора подключен к первому входу второго компаратора, выход которого подключен к первсялу входу триггера, к второму входу которого подключен выход первого компаратора, выход триггера , подключен к управляющему входу реверсивного счетчика и к первому входу третьего компаратора, выход которого подключен к управляющим входам первого и-второго ключей, второй вход второго компаратора и второй вход третьего компаратора подключены к источнику напряжения смещения, второй вход первого ксжлпаратора подключен к вторсялу входу устройства, выход вто- I .рого,компаратора подключен к устаноночному входу реверсивного счетчика иГЛ к первому входу элемента И, второй в. вход к.оторого подключен к третьему Cm ВХОДУ устройства, выход элемента И подключен к счетному входу реверсив- S Iного счетчика, группа выходов которого подключена к входам регистра .памяти, группа выходов регистра па:мяти является выходами устройства. 00 4 Ji

,Я0.„1 23344 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59G 06 G 7 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М « тт ч ъ (Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВЪГ

ЙЗСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 2749344/18-24 (22) 06.04.79 (46) 15.06.83. Бюл. 9 22 (72) A.A. Першин, Г.Г. Безыменко и Л.Т. Глушкова (71) Карагандинский филиал Особого

Конструкторского бюро Всесоюзного научно-исследовательского института автоматизации черной металлургии (53) 681.335(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 585502, кл. G G 7/16, 1976.

2. Патент Великобритании В 1302806, кл. G 46 0, опублик. 1973 (прототип). (54)(57) МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее первый компаратор, первый и второй ключи и интегратор, инвертирующий вход которого.через первый и второй ключи подключен к первому и второму входам устройства соответственно, выход интегратора подключен к первому входу: первого компаратора, о т л и ч а ю.m .å е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в устройство дополнительно введены второй и третий компараторы, источник напряжения смещения, реверсивный счетчик, триггер, элемент И и регистр памяти, причем выход интегратора подключен к первому входу второго компаратора, выход которого подключен к первому входу триггера, к второму входу которого подключен выход первого компаратора, выход триггера, подключен к управляющему входу реверсивного счетчика и к первому входу третьего компаратора, выход которого,. подключен к управляющим входам первого и-второго ключей, второй вход второго компаратора и второй вход третьего компаратора подключены к источнику напряжения смещения, второй вход первого компаратора подключен к второму входу устройства, выход вто- р ,рого,компаратора подключен к установочному входу реверсивного счетчика и к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к третьему С .входу устройства, выход элемента И подключен к счетному входу реверсивI ного счетчика, группа выходов которого подключена к входам регистра

:памяти, группа выходов регистра памяти является выходами устройства. { )

1023344

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в.частности к устройствам, в которых вычислительные операции выполняются путем изменения электрических величин, предназначенных для умноженйя и де" ления, и может быть использовано для

t решения уравнений.

Известно множительно-делительное устройство, содержащее генератор линейно-нарастающего напряжения, вход которого подключен к источнику сигнала-делителя, а выход соединен с

Ф одним входом компаратора и через первый ключевой элемент с шиной нулево-

ro потенциала, второй вход компаратора присоединен к первому источнику сигнала-сомножителя, второй ключевой элемент, один вывод которого соединен с выходом устройства, а другой вывод подключен ко второму источнику 20 сигнала-сомножителя, дифференцирующий элемент, вход которого соединен с выходом тактового генератора, управляющий вход первого ключевого элемента подключен к выходу дифференци--25 рующего элемента, вход компаратора присоединен к управляю .яму. входу второго управляющего элемента (1).

Недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, сужающих класс решаемых им задач, что не позволяет ему решать задачи с увеличением числа аргументов и введением дополнительных операций. Для решения таких задач известное устройство используется в комплексе с другими арифметическими устройствами, что значительно усложняет схему.

Известно также множительно-делительное устройство, содержащее интег-4О ратор, пять ключей, компаратор, активный фильтр и мультивибратор, причем инвертирующий вход интегратора. через первый и второй ключи подключен к первому и второму входам устройства 45 соответственно, выход интегратора подключен к первому входу компаратора выход компаратора подключен к управляющему входу третьего ключа, включенного между входом и выходом инте- 50 гратора, и управляющему входу четвертого ключа, выход которого подключен к управляющему входу пятого ключа, первый вход активного фильтра через пятый ключ соединен с третьим входом 55 устройства, выход активного фильтра является выходом устройства. Мульти- вибратор является источником эталонного сигнала, один выход мультивибратора соединен с управляющими входами второго и пятого ключа (2).

Недостатком этого устройства является ограниченность его функци-. ональных возможностей, не позволяющих решать более сложную математическую зависимость, необходимость решения которой возникает в ходе автоматизации определенных технологических процессов, что сужает класс решаемых им задач.

Так, например, в локальных системах дозирования сыпучих материалов на различных стадиях технологических процессов аглодоменного производства в черной металлургии для повышения точности дозирования материалов необходимо измерять весовую влажность материалов и общий вес влажного материала, а затем по этим данным определять значение массы сухого ма-. териала в соответствии с алгоритмом

Р = P (1-0,01W), с где P — значение массы сухого материала;

P — значение массы влажного маЬ териала;

W — весовая влажность.

В общем случае значение массы сухого материала можно определить по формуле

Н =Р (1-0, ON) = P (1-К ---)

Ua с ь в ц, где К вЂ” постоянный коэффициент.

Информация о массе влажного материала {РЗ)поступает с весоизмери.теля в частотной форме ($ ), информация об объемной влажности (() ) и о насыпной плотности (Ол) — сдатчика влажности в аналоговой форме, а информация о массе сухого материала (Рс) должна поступать в систему дозирования для воздействия на технологический процесс в коде N ..

С учетом этого получаем

t4c=r, - — „ где Ис — значение массы сухого материала в коде1 значение массы влажного материала в частоте.

Для решения этой задачи может быть использовано известное устройство только в комплексе с устройством вычитания, преобразователями частота-напряжение и преобразователями напряжение-код.

Целью изобретения является расши- ° рение класса решаемых задач.

Поставленная цель достигается тем, что множнтельно-делительное устройство, содержащее компаратор, первый и второй ключи и интегратор, инвертирующий вход которого через первый и второй ключи подключен к первому и второму входам устройства соответственно, выход интегратора подключен к первому входу первого компаратора, дополнительно введены второй.и третий компараторы, источник напряжения смещения, реверсивный счетчик, триг-, 1023344 гер, элемент И и регистр памяти, причем выход интегратора подключен к первому входу второго компаратора, выход которого подключен к первому входу триггера, ко второму входу которого подключен выход первого компаратора, выход триггера подключен к управляющему входу реверсивного счетчика и к первому входу третьегр компаратора, выход которого подключен .к управляющим входам первого и вто- 10 рого ключей, второй вход второго компаратора и второй вход третьего компаратора подключены к источнику напряжения смещения, второй вход первого компаратора подключен ко второму15 входу устройства, выход второго компаратора подключен к установочному входу реверсивного счетчика и к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к третьему входу устройства, выход элемента И подключен к счетному входу реверсивного счетчика, группа выходов которого ртодключена ко входам регистра памяти, группа выходов которого является 25 ! выходами устройства., На фиг 1 приведена функциональная .схема множительно-делительного устройства; на фиг. 2 — диаграмма ра- боты множительио-делительного устройства.

Множительно-делительное устройство содержит интегратор 1, -предназначенный для интегрирования двух входных сигналов ()„ и 0<, ключи 2 и 3, предназначенные для поочередного подключения входных сигналов 0, 0 ко входу интегратора -1, компараторы 4-б,,триггер 7 с разделительным запуском, элемент И 8, реверсивный счетчик 9, ре-. 4() гистр памяти 10.

Множительно-делительное устройство работает следующим образом.

На первый ключ 2 подается входной сигнал 0 отрицательной полярности, 45 на второй ключ 3 подается входной сигнал 0 положительной полярности.

На один из входов элемента И поступают частотные сигналы %)< соответствующие, например весу влажного материала.

В начальный момент времени интегратор 1 находится в исходном положении, интегрирующая емкость разряжена. Компаратср 4 находится в нулевом состоянии, компаратор 5 в состоянии l при этом. триггер 7 устанавливается в нулевое состояние и на его единичном выходе появляется положительный потенциал. Сигнал 0 с компарато- 40 ра 4 поступает на счетчик 9, устанавливая его в исходное положение, а также на один из входов элемента Й 8.; запрещая прохождение входных частотных сигналов тр в счетчик 9. 65

Положительный потенциал с выхода 1 триггера 7 поступает на инвертирующий вход компаратора б, на выходе которого появляется отрицательный потенциал, при этом ключ 3 закрывается, а ключ 2 открывается. Напряжение 0 поступает на инвертирующий вход интегратора 1. Напряжение на выходе интегратора Цвщ начинает расти, в момент времени, когда Мэрах 1/ 0, компаратор 4 из нулевого состояния переходит в единичное. Сигнал с ком, паратора 4 поступает на вход элемен-! та И 8, при этом частотные сигналы поступают через элемент И8 в счетчик

: 9. Так как с выхода триггера 7 на

, управляющий вход (вход Реверс ) счетчика 9 поступает 1, то счетчик 9 считает .импульсы 1р в режиме вычитания. Интегрирование входного напряжения Ц происходит до момента, когда напряжение на в ыходе интегратора 1 (08b!>) станет равным напряжению, поступающему на неинвертирую-щий вход компаратора 5. При этом ком паратор срабатывает и переключает триггер 7.

Нулевой потенциал с выхода 1 триггера 7 поступает на вход Реверс счетчика 9, переключая .счетчик 9 в режим сложения, и на инверти;рующий вход компаратора б.

Время, в течение которого счетчик

9 работает в режиме Реверс, onpeqesraezqя следующим образом, +

ВЫ1„ГС " Ъар

"ЬЬи RC "1 Мр="gi

< „= — ac

Ua

3Р о„ где ОВЫ - напряжение на выходе инте- . гратора в момент времени;

1 — время заряда интегратора, в течение которого счетчик

9 работает в режиме Реверс .

Компаратор б переключается в состояние l, при этом ключ 2 закрывается, а ключ 3 открывается, и положительное напряжение U поступает на вход интегратора 1. Интегратор 1 ° начинает интегрирование в обратном направлении, до тех пор, пока выходной сигнал не станет равным нулю.

Время разряда интегрирующей емкости интегратора определяется следующим образом

1 Ф.

:."вы с " о

pgg

За время ГР@, счетчик 9 работает ю режиме сложения. В момент времени, согда выходное напряжение интегратора -1 0эы станет равным нулю; комна1023344 àè анвера тору и о„ коноаратору о и6„„ камара тора 6

<ае триггера

4и кокоаратору 6

Составитель Т. Сапунова

Редактор Н. Горват Техред Т. Иаточка Корректор О. Билак

Заказ 4214/34 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам.изобретений и открытиЯ

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул,. Проектная, 4 ратор 4 переходит в нулевое состояние. Нулевой потенциал с выхода компаратора 4, поступая на вход элемента И 8, запрещает прохождение частотных сигналов fp на счетчик 9, и. переключает триггер 7 в нулевое состояние. Таким образом, за время интегрирования в прямом и обратном направлении в счетчике 9 образуется код

N> (р „р % 1р„И % (,гг,-+ъорИ

Н = (ac-aC " Гг (4- — "") -", Р У и 9 ол где Я - выходной код, соответствую-. щий, например, массе сухо-

ro кокса; 15 — входные импульсные сигна„лы, частота которых соответствует, например, весу материала.

Информация (Йу) иэ счетчика 9 пе- 20 реписывается в регистр памяти 10, Й откуда может поступать на управляющие механизмы. Далее цикл работы множительно-делительного устрОйства повторяется.

Предлагаемое устройство может быть собрано на базе унифицированных элементов например, с применением промышленно выпускаемых микросхем серии - К 140УД, являющихся операционньэои усилителями, и выполнено на унифицированных печатных платах ти" па ГШ.7.102.011.

Технико-экономический эффект от .. использования предлагаемого устройства заключается в том, что оно может быть использовано для обработки информации в локальных. системах дозирования и приборах для определе" ния физических свойств веществ с ис пользованием радиоактивных излучений, например, нейтронных влагомерах.