Гибридное множительное устройство
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 G 06 G 7 16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
L 3 упl
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3705601)24-24 (22) 20.02.84 (46) 07.08.85. Бюл. № 29 (72) Ю. Н. Бобков, И. P. Соболевский и А. А. Третилов (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 681.3(088.8) (56) Математическое моделирование и теория электрических цепей, Вып; 11, К.: Наукова думка, 1973, с. 157.
Кори Г., Кори Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины, N.: Мир, ч. 1, 1967, с. 395. (54) (57) ГИБРИДНОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ
УСТРОИСТВО, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, блок вычитания и аналоговый блок перемножения, первый вход которого подключен к выходу блока вычитания, а второй вход соединен с аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя, суммируюший вход блока вычитания подключен к входу аналого-цифрового преобразователя и является первым информационным вхо„„SU„„1171814 A дом устройства, а его вычитаюший вход подсоединен к выходу первого цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к выходу аналого-цифрового преобразователя и к цифровому входу второго цифроаналогового преобразователя, аналоговый вход которого является вторым информационным входом устройства, отличающееся тем, что с целью повышения динамической точности, оно содержит дифференцируюший элемент, дополнительный аналоговый блок перемножения и блок суммирования-вычитания, вход вычитания которого подключен к выходу дополнительного аналогового блока перемножения, два входа суммирования подсоединены соответственно к выходам аналогового блока перемножения и второго цифроаналогового преобразователя, а выход является выходом устройства, два входа дополнительного аналогового блока перемножения подключены соответственно к выходу дифференцируюшего элемента и к второму входу устройства, вход дифференцируюшего элемента соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя.
1171814
10
20
35
50
Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано в системах и устройствах автоматики.
Целью изобретения является повышение динамической точности гибридного множительного устройства.
На фиг. 1 представлена структурная схема гибридного множительного устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов в различных точках схемы.
Гибридное множительное устройство содержит аналого-цифровой 1 и первый цифроаналоговый 2 преобразователи, второй цифроаналоговый преобразователь 3, аналоговые блоки перемножения 4 и вычитания 5, блок 6 суммирования-вычитания, дифференцируюший элемент 7, состоящий из конденсатора 8 и резистора 9, дополнительный аналоговый блок 10 перемножения, первый 11 и второй 12 входы и выход 13 устройства. Вход АЦП 1 и суммируюший вход блока 5 вычитания объединены и образуют вход 11 устройства, выход АЦП 1 соединен с входом первого
ЦАП 2 и цифровым входом второго умножающего ЦАП 3, аналоговый вход которого объединен с вторыми входами аналоговых блоков 4 и 10 перемножения и образуют вход 12 устройства, а выход подключен к суммирующему входу блока 6 суммирования-вычитания, выход ЦАП 2 соединен с входом дифференцируюшего элемента 7 и вычитаюшим входом блока 5 вычитания, выход которого подключен к первому входу аналогового блока 4 перемножения, выход дифференцирующего элемента 7 соединен с первым входом дополнительного аналогового блока перемножения, выход блоков 3, 4 и 10 подключены соответственно к суммирудошему и вычитаюшему входам блока 6 суммирования-вычитания, выход которого является выходом 13 устройства.
Устройство работает следующим образом
Перемножаемый сигнал x(t) (фиг. 2а) с входа 11 устройства поступает на вход
АЦП 1 с малой разрядностью, при помощи которого подвергается грубому квантованию с представлением результата в коде п (t) (фиг. 2,б)
n(t) = k, (x(t) + Лх (t) ), (1) где K, — масштабный коэффициент АЦП 1;
gx(t) — погрешность квантования.
Сигнал n(t) далее умножается на второй перемножаемый сигнал с помощью ЦАП 3.
Выходной сигнал ЦА11 3
z4(t) =k,k>y(t) (x(t)+ Lx(t)), (2) где кь — масштабный коэффициент ЦАП 3, для случая y(t) =const представлен на фиг. 2, в, Одновременно сигнал n(t) преобразуется с помощью ЦАП 2 в аналоговую форму
x (t) = kikz (x (t)+m(t) (3) где k — масштабный коэффициент ЦАП 2, и вычитается из сигнала х(t) в блоке 5 вычитания, в результате чего образуется аналоговый остаток (фиг. 2, r) х,(t) = x(t) — xd (t) = (1 — k kt) x(t)— — k,kant(t); (4) х,(1) =-Ьх(1) при ktkq ——
Сигнал остатка x (t) поступает далее на вход аналогового блока 4 перемножения, в котором осуществляется его перемножение на второй перемножаемый сигнал y(t).
Поскольку блок 4 обладает конечным временем установления t >, это приводит к возникновению динамической погрешности
Лудду (t) . Выходной сигнал блока 4 для этого случая.
zo (t) = k4 ((1) (х (1) + Ь дуду (т) ) =
=kg(t) (-4х(t) + дну(t)), (5) где k — масштабный коэффициент аналогового блока перемножения. Форма сигнала z (t) при y(t) =const показана на фиг. 2,д. Спад сигнала zo (t) затянут по сравнению с сигналом хо(t) вследствие конечного времени установления блока 4.
Выходной сигнал z (t) гибридного множительного устройства (без учета дополнительно введенных элементов)
z (t) =zd(t)-+z,(t) =k,k y(t) (x(t)+
+ ax(t))+k„y(t) (— x(t)+
+hA (t)) =ka(x(t)÷("t)+ó(t)ä. (()), где k„=k,k, = k4, кроме самого произведения перемножаемых сигналов в этом случае содержит также составляющую, пропорциональную динамической погрешности д у„(t).
На вычитающий вход блока 6 суммирования-вычитания поступает также сигнал
z (t), образованный из сигнала xd(t) путем его дифференцирования дифференцирующим элементом 7 хк (t) = Š— — —, (7) õ 4. (t) (f t. где С вЂ” постоянная времени дифференцируюшего элемента 7, и умножения на сигнал y(t) при помощи грубого широкополосного дополнительного блока 10 перемножения, в качестве которого может быть применен, например, кольцевой диодный перемножитель гу (t) = k ЫхЫ(И Таким образом, выходной сигнал устройства z(t) =z (t) — z (t) = k„y(t) (x(t) + + дддву(1) ) — )с„y(t) t uz<&< ) (9) содержит составляюшую Y(t) () дед дну (1) — ) iо — — —, (10) сЕх й() являющуюся разностью двух переходных процессов: в аналоговом блоке 4 перемножения и дифференцируюшем элементе 7, которые имеют примерно одинаковую форму (фиг. 2,е). При соответствуюшем подборе коэффициентов kto =km и постоянной 1171814 кИ), 4(() Г Ly(t) е Хк( ж « L(t Составитель А. Маслов Редактор В. Иванова Техред И. Верес Корректор С. Черни Заказ 4865 42 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий 113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 времени дифференцирующего элемента 7 динамическая погрешность множительного устройства может быть существенным образом уменьшена (фиг. 2,3). Таким образом, изменение структуры гибридного множительного устройства, состоящее в дополнительном введении последовательно соединенных дифференцирующего элемента и дополнительного блока 10 перемножения позволяет получить преимущества, заключающиеся в повыше- 10 нии динамической точности перемножения за счет существенного подавления импульсной помехи на выходе множительного устройства в моменты изменения выходного кода и (t) АЦП 1. Результаты исследова15 ния действующего макета устройства показали, что импульсная помеха в нем по сравнению с известным устройством уменьшается более чем на порядок, что позволяет расширить диапазон частот перемножаемых сигналов в три раза. Преимуществом гибридного множительного устройства являются также невысокие требования к точности дополнительно вводимого аналогового блока 10 перемножения. Для обеспечения нормальной работы устройства требуется лишь малое время его установления. При этом требования к точности сводятся по существу лишь к качественному воспроизведению функции перемножения (погрешности перемножения могут составлять более 10%). Это позволяет применить в качестве такого блока перемножения, например, диодный кольцевой перемножитель.
