Перемножитель низкочастотных сигналов

 

ПЕРБМНОЖИТЕЛЬ НИЗКОЧАСТОТ НЫХ СИгаАЛОВ, содержащий формирователь суммы и разности сигналов-сомножителей , входы которого являются первым и вторым входами перемножите ля, первый и второй квадраторы, выходы которых подключены к входам блока вычитания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, в него введены два переключателя, синхронный детектор, фильтр нижних частот и генератор коммутирующего напряжения , причем первьй вход первого и второй вход второго переключателей подключены к первому выходу формирователя суммы и разности сигналовсомножителей , второй выход которого соединен с вторым входом первого и с первым входом второго переключaтeлeй выходы первого и второго переключателей подключены к входам соответственно первого и второго квадраторов, выход блока вычитания через синхронный детектор подключен к входу фильтра нижних частот, выход которого является выходом перемножителя , выход генератора коммутирующего напряжения соединен с управляющими входами синхронного детектора и первого и второго переключателей .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ЗШ G06G716

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 3506874/18-24 (22) 25.10.82 (46) 23 ° 03.84. Бюл. Ф 11 (72) А.М.Брискин (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро Физико-механического института им. Г.В.Карпенко (53) 681.335(088.8)

{56) 1. Алексеенко А.Г. и др. Применение прецизиционных аналоговых

ИС. М., "Радио и связь", 1981, с. 99, рис. 3.21.

2. Коган Б.Я. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. M., Физматгиз, 1963, с. 222-223, рис. 113 {прототип). (54)(57) ПЕРЕМНОЖИТЕЛЬ НИЗКОЧАСТОТНЬИ СИГНАЛОВ, содержащий формирователь суммы и разности сигналов-сомножителей, входы которого являются первым и вторым входами перемножителя, первый и второй квадраторы, вы- ходы которых подключены к входам блока вычитания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, в него введены два переключателя, синхронный детектор, фильтр нижних частот и генератор коммутирующего напряжения, причем первый вход первого и второй вход второго переключателей подключены к первому выходу формирователя суммы и разности сигналовсомножителей, второй выход которого соединен с вторым входом первого и с первым входом второго переключателей выходы первого и второго переключателей подключены к входам соответственно первого и второго квадраторов, выход блока вычитания через синхронный детектор подключен к входу фильтра нижних частот, выход которого является выходом перемножителя, выход генератора коммутирующего напряжения соединен с управляющими входами синхронного детектора и первого и второго переключателей.

1081642

Изобретение относится к злектриче ск им вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известен перемножитель, содержащий широтно-импульсный и амплитудно-импульсный модулятор и фильтр нижних частот (1),.

Устройство характеризуется значительной погрешностью перемножения.

Наиболее близким к предложенному является перемножитель низкочастотных сигналов, содержащий формирователь суммы и разности сигналов-cof множителей, выходы которого под I ключены к входам первого и второго квадраторов, выходы первого и второго квадраторов подключены к входам блока вычитания, выход которого является выходом перемножителя f2) .

Недостатками известного устройства являются невысокая точность в работе и низкая чувствительность, обусловленная неидентичностью квадраторов. 2

Цель изобретения — повышение точности и чувствительности.

Для достижения цели в перемножитель низкочастотных сигналов, содержащий формирователь суммы и разнос3 ти сигналов-сомножителей, входы которого являются первым и вторым входами перемножителя, первыи и второй квадраторы, выходы которых подключены к входам блока вычитания, введены два переключателя, синхронный детектор, фильтр нижних частот и генератор коммутирующего напряжения причем первый вход первого и и второй вход второго переключателеи подключены к первому выходу форми- 4 рователя суммы и разности сигналовсомножителей, второй выход которого соединен с вторым входом первого и с первым входом второго переключателей, выходы первого и второго переключателей подключены к входам . соответственно первого и второго квадраторов, выход блока вычитания через синхронный детектор подключен к входу фильтра нижних частот, выход которого является выходом перемножителя, выход генератора коммутирующего напряжения соединен с управляющими входами синхронного детектора и первого и второго переключателеи.

На чертеже показана функциональная схема пер емн ожителя низ к оча с тотных сигналов.

Схема содержит формирователь 1 суммы и разности сигналов-сомножителей, первый 2 и второй 3 переключатели, первый 4 и второй 5 квадраторы, блок 6 вычитания, синхронный детектор 7, фильтр 8 нижних частот, генератор 9 коммутирующего напряжения, первый 10 и второй 11 входы и выход 12 перемножителя.

О Перемножитель низкочастотных сигналов работает следующим образом.

Сигналы-сомножители поступают на первый 10 и второй 11 входы.

На выходах формирователя 1 суммы

5 и разности сигналов-сомножителей образуются напряжения: одно — равное сумме, и другое — равное разности сигналов-сомножителей. Напряжения суммы и разности поочередно и перир одически с частотой коммутации поступают через первый 2 и второй 3 переключатели на входы первого 4 и второго 5 квадраторов. Причем в один из полупериодов коммутации на5 пряжение суммы через первый переключатель 2 поступает на вход первого квадратора 4, а напряжение разности через второй переключатель 3 — на вход второго квадратора 5, в другой р полупериод коммутации напряжение суммы через второй переключатель 3 поступает на вход квадратора 5, а напряжение разности через первый переключатель 2 — на вход первого квадратора 4. Выходные напряжения

5 первого 4 и второго 5 квадраторов вычитаются в блоке 6 вычитания, затем полученная разность детектируется синхронным детектором 7, рабоО тающим синхронно с первым 2 и вторым, 3 переключателями, и поступает на фильтр 8 нижних частот, на выходе которого образуется произведение сигналов-сомножителей.

ыхо е синх онного

Напряжение на в д р детектора 7 равно (1j и, Ô = 4 ù® 0,(4) 2k бщ ц цц)-к sKtU, (ц i U (ц1 egg eject, где U (e) и U<(t) — напряжения сиг1 налов-сомножителей на первом 10 и втором 11 входах,"

К вЂ” коэффициент передачи квадратора, 1081642 (2) Составитель 0.0траднов

Техред М;Гергель Корректор Г.Решетник

Редактор А.Козориз

Заказ 1552/44 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

BY — относительная ошибка квадратора;

Я вЂ” частота коммутации. 5

В выражении (1) кроме произведения сигналов-сомножи;:елей содержится составляющая аддитивной погрешности, определяемая третьим членом. Частотный спектр этой .составляющей перене- 1О сен на гармоники частоты коммутации, что позволяет при определенном выборе этой частоты с помощью фильтрации существенно уменьшить аддитивную погрешность. 15

В качестве примера рассмотрим произведение двух синусоидальных сигналов одной частоты.

Исключив в -выражении (1} второй член, определяющий мультипликатив- що ную погрешность, получим на выходе синхронного детектора 7 напряжение.

2g SKt0 i 2 0,с052(ut gД U coe (Ы.М1

«5gn 61ПМ где U< и U< — амплитуды сигналовФ сомножителей, г и (p — начальная фазы сигналовЯ1 сомножителей.

Из выражения (2) следует, что частотный спектр произведения лежит в диапазоне частот от 0 до 2(„1, в котором фильтр 8 нижних частот не должен вносить существенных искажений. Это требует увеличения частоты коммутацни, что в результате приводит к значительному уменьшению ад1 дитивной погрешности.

Таким образом, по сравнению с известным устройством предложенный перемножитель низкочастотных сигналов обладает более высокими точностью в работе и чувствительностью.