Устройство для перемножения сигналов переменного тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМНО ,ЖЕНЙЯ СИГНАЛОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА , соде1 кащее блок умножения с переменной крутизной, выход которого является , выходом устройства, а первый и второй информационные входы являются соответственно первым и вторым входами ус-рройства , первый и второй регулировочные . потенциометры, первые выводы которых подключены к шине положительного напр51жения питания и к первому входу питания блока умножения с переменной крутизной, второй вывод первого регулировочного потенциометра соединен с шиной отрицательного напряжения питания и с вторым входом питания блока умножения с переменной крутизной, вход балансировки выходно.го каскада которого соединен со средним вьтодом первого регулировочного потенциометра , второй и средний вьшоды второго регулировочного потенциометра подключены к входу установки масштаба блока умножения с переменной крутизной, ограничитель, вход которого соединен с первым информационным входом блока умножения с переменной крутизной, прямой и инверсный выходы ограничителя подключены к управляющим входам соответственно первого и второго , информационные входы которых соединены с катодом выпрямительного диода, анод которого подключен к выходу блока, умножения с переменной крутизной, выхо ды первого и второго ключей соответ ствекно через первый и второй накопительные конденсаторы соединены с шиной нулевого потенциала, первый операционный усилитель, выход которого подключен к входу балансировки первого информационного входа блока умножения с переменной крутизной, отличающееся тем, что, с целью повышения точности перемножения , в него введены второй операционный усилитель, третий и четвертый накопительные конденсаторы, пополнительный вьшрямительный диод и масштабные резисторы, причем выход блока умножения с переменной крутизной подключен к катоду дополнительного вьшрямительного диода, анод которого соединен с инфор-. | мадионными входами третьего и четвертого ключей, выходы которых соответ СО ственно через третий и четвертый накопительные конденсаторы соединены с шиной ю « нулевого потенциала, выходы первого и четвертого ключей соответственно через первый и второй масштабные peaiicropibi подключены к инвертирукнцему входу пер1ВЮГО операционного усилителя, неинвертарующий вход которого через третий и четвертый масштабные резисторы подсипо чен к выходам соответственно второго н .i третьего ключей, выходы первого и третьего ключей соответственно через пятили к шестой масштабные резисторы соепияены с неинвертируюшим входом второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого через седьмой и восьмой

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 С 06 Ci 7/1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;.

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3422 1 32/18-24 ° (22) 12.04.82 (46) 23.08.83. Бюл. М 31 (72) В. И. Катков и Б. А. Кучерук (53) 681. 335 (088.8) (56) 1. Алексеенко А. Г. и др. Применение прецизионных аналоговых НС.

«Радио и связь«, 1981, с. 95-96, рис. 3. 17б.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке No. 3243204/18-24, кл. Q 06 G 7/16, 1981 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМНО, ЖЕНИЯ СИГНАЛОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее блок умножения с пере менной крутизной, выход которого является выходом устройства, а первый и второй информационные входы являются соответственно первым и вторым входами устройства, первый и второй регулировочные . потенциометры, первые выводы которых подключены к шине положительного напряжения питания и к первому входу питания блока умножения с переменной крутизной, второй вывод первого регулировочного потенциометра соединен с шиной отрицательного напряжения питания и с вторым входом питания блока умножения с переменной крутизной, вход балансировки выходно.го каскада которого соединен со средним выводом первого регулировочного потенциометра, второй и средний выводы второго регулировочного потенциометра подключены к входу установки масштаба блока умножения с переменной крутизной, ограничитель, вход которого соединен с первым информационным входом блока умножения с переменной крутизной, прямой и инверсный выходы ограничителя подключены к управляющим входам соот„„SU„„1037277 A ветственно первого и второго кщочейй информационные входы которых соединены с катодом выпрямительного диода, анод которого подключен к выходу блока умножения с переменной крутизной, выхо ды первого и второго ключей соответственно через первый и второй накопительные конденсаторы соединены с шиной ну левого потенциала, первый операционный усилитель, выход которого подключен к входу балансировки первого информационного входа блока умножения с переменной крутизной, о т л и ч а ю щ е е с а тем, что, с целью повышения точности пере-— . множения, в него введены второй операционный усилитель, третий и четвертый ф накопительные конденсаторы, дополнительный ньтрвмвтеньный днов н маситаввша В/й резисторы, причем выход блока умножения с переменной крутизной подключен к катоду дополнительного выпрямительного а диода, анод которого соединен с инфор-, мационными входами третьего и четвер- . э«4 того ключей, выходы которых соответ (, ;,") ственно через третий и четвертый накопим фф тельные конденсаторы соединены с шиной а,) нулевого потенциала, выходы первого и четвертого ключей соответственно через первый и второй масштабные резистор подключены к инвертирующему входу первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через третий и четвертый масштабные резисторы подклю» чен к выходам соответственно второго и третьего ключей, выходы первого и третье го ключей соответственно через пятый и . шестой масштабные резисторы соединены с неинвертируюшим входом второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого через седьмой и восьмой

1037277

20

35 резисторы подключен к выходам соот» ветственно второго и четверт,то ключей, управляющие входы третьего и четвертого ключей соединены соответственно с прямым и инверсным выходами ограничителя, 1

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах» известно устройство для перемножения сигналов переменного тока> содержащее схему умножения с переменной крутизной и операционные усилители 1 ) .

Это устройство характеризуется относительно малой точностью перемножения, Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройст во для перемножения сигналов переменного тока, содержащее блок умножения с переменной крутизной, ограничитель, регулнровочные потенциометры, выпрямительный диод, операционный усилитель, ключи, выход блока умножения с переменной крутизной подключен к входу ог«, раничителя, прямой и инвертирукяций выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго ключей, выходы которых соответственно через первый и второй накопительные конденсаторы подключены к шине нулевого потенпиала f2 ) .

Недостатком известного устройства является низкая точность перемножения, обусловленная появлением гармонической составляющей с частотой, равной частоте сигнала, подаваемого на первый вход устройства.

Целью изобретения является повыше« ние точности перемножения.

Бель достигается тем,, что устройство для перемножения сигналов переменного тока, содержащее блок умножения с переменной крутизной, выход которого является выходом устройства, а первый и второй информационные входы являются соответственно первым и вторым входами устройства, первый и второй регулировочные потенциометры, первые выводы которых подкачены к шине положительного напряжения питания и к первому входу питания блока умножения с перевыхоп второго операционного усилителя попключен к вхопу балансировки второго информационного входа блока умножения с переменной крутизной.

2 менной крутизной, второй вывод первого регулировочного потенциометра соединен с шиной отрицательного напряжения пиЬ тания и с вторым входом питания блока умножения с переменной крутизной, вход балансировки выходного каскада которого соединен со средним выводом первого регулировочного потенциометра, второй и средний выводы второго регулировочного потенциометра подключены к входу установки масштаба бпока умножения с переменной крутизной, ограничитель, вход которого соединен с первым информационным входом блока умножения с переменной крутизной, прямой и инверс» ный выходы ограничителя подключены к управляющим входам соответственно первого и второго ключей, информационные входы которых соединены с катодом выпрямительного диода, анод которого подключен к выходу блока умножения с переменной крутизной, выходы первого и второго ключей соответственно через первый и второй накопительные конденсаторы соединены с шиной нулевого потенциала, первый операционный усилитель, выход которого подключен к входу балансировки первого информационного входа блока умножения с переменной крутизной, введены второй операционный усилитель, третий и четвертъФ накопительные конденсаторы, дополнительный выпрямитель» ный диод и масштабные резисторы, причем выход блока умножения с переменной крутизной подключен к катоду дополнительного выпрямительного диода, анод которого-соединен с информационными входами третьего и четвертого ключей, выходы которых соответственно через тре-

40 тий и четвертый накопительн:ые конденсаторы соединены с шиной нулевого потенциала, выходы первого и четвертого ключей соответственно через первый ц второй масштабные резисторы подключены к ин45 вертирующему входу первого операционного усилителя, неинвертирующий вход

3 10372 которого через третий и четвертый масштабные резисторы подключены к выходам соответственно второго и третьего ключей, выходы первого и третьего ключей соответственно через пятый и шестой масштабные резисторы соединены с неипвертирующим входом. второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого через седьмой и восьмой резисторы подключен к вйходам соответственно10 второго и четвертого ключей, управляющие входы третьего и четвертого ключей ! соединены соответственно с прямым и инверсным выходами ограничителя, выход второго операционного усилителя подключен к входу балансировки второго информационного блока умножения с переменной крутизной.

На фиг. 1 дана функциональная схема предложенного устройства для перемножения сигналов переменного тока; на фиг. 2» временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит блок 1 умноже . ния с переменной крутизной, первый 2 и р5 второй 3 регулировочные потенциометры, ограничитель 4, выпрямительный диод 5, дополнительный выпрямительный диод 6, первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 ключи, первый 11, второй 12, зО гретий 13 и четвертый 14 накопительные конденсаторы, шину 15 нулевого по-, тенциала, первый 16, второй 17, третий

18, четвертый 19, пятый 20, шестой

21, седьмой 22 и восьмой 23 масштабные резисторы, первый 24 и второй 25

35 усилителя, шины 28 и 27 положительного и отрицательного напряжения соответственно, первый 28 и второй 29 входы и выход 30 устройства.

Устройство перемножения сигналов переменного тока работает следующим образом.

На первой 28 и второй 29 входы по- 4 даются перемножаемые напряжения ! (фиг. 2а, б). На выходе 30 формируется напряжение - результат перемножения (фиг. 2в). При этом для наглядности на фиг. 2в в течение первого периода 50 первого входнсн о напряжения показано выходное напряжение при отсутствии погрешности; в течение второго периода « выходное напряжение при наличии напряжения смещения по первому информацион- 55 ному входу блока 1 умножения с переменной крутизной, а в течение третьего периода - выходное налряжение при наличин напряжения смешения по второму ин: формационному входу.

На выходах ограничителя 4 формируни ся противофаэн;ые прямоугольные напря- . жения (фиг. 2г, д). На фиг. 2е изображено напряжение на катоде выпрямительного

М диода 5, а на фиг. 2ж . на аноде до« полнительного выпрямительного диода 6.

Через замкнутые первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 ключи, первый

11, второй 12, третий 13 и четвертый l4 накопительные конденсаторы заряжают ся до амплитудного значения подаваемых на них напряжений (фиг. 2э, и, к, л, м ).

Эти напряжения через соответствующие первый 16, второй 17, трешй 18, четвертый 19, пятый 20, шестой 21, седь- мой 22 и восьмой 23 масштабные резисторы поступают на первый 24 и второй

25 операционные усилители. Напряжения на входах первого 24 и второго 25 операционкых усилителей показаны на фиг. 2 м, н, о, п. В результате второй операционный усилитель 25 формирует напряжеЗие (фиг. 2р), предназначенное для компенсации напряжения смещения по второму информационному входу блока 1 умноi жения с переменной крутизной.

Первый операционный усилитель 24 формирует налряжение (фиг. 2с), предназначенное только для компенсации напряжения смещения по первому информационному входу блока 1 умножения с пе ременной крутизной.

Иэ фиг. 2м, н, о, п видно, что в течение первого периода перемножаемого напряжения на первом входе 28, напряжения на неинвертируюшем и инвертирующем входах первого 24 и второго 25 операционных усилителей одинаковы, сле- . довательно,. их выходные напряжения равны.нулю (фиг. 2р, c), т. е. при отсутствии погрешности входных напряжений, компенсирующие напряжения, необходимые для балансировки первого и второго информационных входов блока 1 умножения с переменной крутизной, равны нулю.

При наличии напряжения смещения по первому информационному входу (в тече« ние второго периода первого перемножаемого напряжения) напряжения íà обо их входах второго операционного усилителя 25 одинаковы и, следовательно, его выходное напряжение равно нулю, а на; пряжения на входах первого операционного усилителя 24 в течение этого периода различны, поэтому на выходе первого операционного усилителя 24 формируется

3 1037277 6 компенсирующее напряжение, которое при на вход балансировки второго информакладывается к входу балансировки пер- пионного входа блока 1 умножения с певого информаыионного входа блока 1 ум» ременной крутизной. ножения с переменной крутизной. Если Таким образом, компенсирующие напряимеется напряжение смещения по второму > жения зависят от характера погрешности информаиионному входу (третий период напряжения на выходе 30 и формируются первого перемножаемого напряжения автоматически первым 24 и вторым 25 фиг. 2в), то напряжения на входах перво- операпионными усилителями, что повыго операционного усилителя 24 стано- шает точность перемножения. вятся одинаковыми, а налряжения на вха О По сравнению с известным устройством

1О

«пах второго операиионногоусилителя 25» предложенное устройство перемножения различными, позтому на выходе второго сигналов переменного тока ойидает нооперапионного, усилителя 25 формируется вым качеством - более высокой точностью компенсирующее напряжение, действующее перемножения.

1037277

1037277

Фи1

Составитеж О. Отраднов

Редактор О. Половка . Техред М.Коиггура . Корректор А. Повх

Заказ 6012/51 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьгтий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4