Способ четырехквадратного перемножения аналоговых сигналов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повьппение точности перемножения при малых величинах сигналов-сомножителей . Сущность способа состоит в формировании широтно-импульсного сигнала , относительная продолжительность которого пропорциональна пер вому сигналу-сомножителю, логическом суммировании широтно-импульсного сигнала с опорным синфазным сигналом типа меандр и амплитудной модуляции суммарного сигнала вторым сигналом-сомножителем . В устройстве для осуществления способа происходит формирование широтно-импульсного сигнала путем сравнения первого сигнала-сомножителя с периодическим биполярным сигналом треугольной формы, формирование синфазного сигнала меандр путем сравнения треугольного сигнала с нулевым уровнем, суммировании в коммутаторе полученных прямоугольных сигналов и их амплитудной . модуляции, вьщеление среднего значения путем фильтрации, которое пропорционально произведению сигналовсомножителей. 2 с.п.ф. 2 ил. § (/) кэ 00 :д со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 А1 (1% {11) дй 4 G 06 G 7/161

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3733960/24-24 (22) 20.04.84 (46) !5.05.86. Бюл. В 18 (1) Челябинский филиал Государственного союзного ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательского тракторного института (72) В.А.Коровин и M.М.Харалдин (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 686035, кл. G 06 G 7/16, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 524192, кл. G 06 G 7/161, 1974. (54) СПОСОБ ЧЕТЫРЕХКВАДРАНТНОГО ПЕРЕМНОЖЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повышение точности перемножения при малых величинах сигналов-сомножителей. Сущность способа состоит в формировании широтно-импульсного сигнала, относительная продолжительность которого пропорциональна пер вому сигналу-сомножителю, логическом суммировании широтно-импульсного сигнала с опорным синфазным сигналом типа "меандр" и амплитудной модуляции суммарного сигнала вторым сигналом-сомножителем. В устройстве для осуществления способа происходит формирование широтно-импульсного сигнала путем сравнения первого сигнала-сомножителя с периодическим биполярным сигналом треугольной формы, формирование синфаэного сигнала "Меандр" путем сравнения треугольного сигнала с нулевым уровнем, суммировании в коммутаторе полученных прямоугольных сигналов и их амплитудной модуляции, выделение среднего значения путем фильтрации, которое пропорционально произведению сигналовсомножителей 2 с п ф 2 ил

1 12315

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Целью изобретения является повышение точности перемножения при мальм значениях сигналов-сомножителей.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для осуществления способа четырехквадрантного пере- 1О множения аналоговых сигналов на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов, На фиг. 1 обозначены коммутатор

1, фильтр 2, схема 3 сравнения, до- 15 полнительная схема 4 сравнения, генератор 5 периодического треугольного напряжения, фазоинвертор 6, шина

7 нулевого потенциала, вход 8 первого сигнала-сомножителя, вход 9 вто- 20 рого сигнала-сомножителя, выход 10.

Способ четырехквадрантного перемножения аналоговых сигналов состоит в следующем.

Формируют периодическое биполяру ре >5 напряжение треугольной формы (фиг,2 ), 4 сравнивают первый сигнал-сомножитель (фиг. 2а) с периодическим биполярным напряжением треугольной формы, формируют результат сравнения в виде 2О широтно-модулированной импульсной последовательности (фиг. 2 ), сравнивают периодическое биполярное напряжение треугольной формы (фиг. 28) с нулевым уровнем формируют Результат сравнения в виде дополнительной импульсной последовательности (фиг. 2 ), синфаэной широтно-модулированной импульсной последовательности (фиг. 2ч), формируют импульсы в течение интервалов времени, соответствующих несовпадению во времени импульсов широтно-модулированной и дополнительной импульсных последовательностей (фиг. 2 ), полученные им- 4> пульсы модулируют по амплитуде вторым сигналом-сомножителем и усредняют полученную амплитудно-модулированную импульсную последовательность, полярность импульсов в которой зависит от величины скважности импульсов широтно-модулированной импульсной последовательности.

Устройство для осуществления способа четырекквадрантного перемножения аналоговых сигналов работает следующим образом.

Генератор 5 периодического треугольного напряжения формирует сиг19 2 нал (фиг. 28), который поступает на входы схем 3 и 4 сравнения. Первый сигнал-сомножитель (фиг. 2d,Ü ) с входа 8 сравнивается в дополнительной схеме 4 сравнения и на ее выходе формируется сигнал прямоугольной формы с широтно-импульсной модуляцией (фиг. 2у, e ). Одновременно выходной сигнал генератора 5 периодического треугольного напряжения сравнивается схемой 3 сравнения с нулевым уровнем.

На вьгходе схемы 3 сравнения формируется сигнал типа "Меандр" (фиг. 2z), синфазный выходному сигналу дополнительной схемы 4 сравнения (фиг.2,е ) со скважностью импульсов, равной двум.

Относительная продолжительность выходного сигнала дополнительной схемы 4 сравнения пропорциональна величине первого сигнала-сомножителя с входа 8. Если первый сигнал-сомножитель положительный (фиг. 2а), то относительная продолжительность меньше

0,5, если — отрицательный (фиг. 28) то — больше 0,5.

Коммутатор 1 в зависимости от значений сигналов íà его управляющих входах подключает на вход фильтра 2 один из сигналов, подводимых к его информационным входам. Состоянию "00" (т.е. отсутствию сигналов на управляющих входах) соответствует нулевое значение сигнала на выходе коммутатора il.

Состоянию "11" на управляющих входах также соответствуе- нулевое значение на выходе коммутатора 1. Состояниям "01" и "10" на управляющих входах соответствуют значения сигналов на выходе коммутатора 1, равные сигналу на входе 9 и сигналу на выходе фаэоинвертора 6, т.е. в коммутаторе 1 осуществляется выявление моментов несовпадения выходных.сигналов схем 3 и 4 сравнения.

Если первый сигнал-сомножитель с входа 8 положительный (фиг. 2а), то на управляющих входах коммутатора 1, кроме состояний "00 и "11", возможно появление состояния "10". При этом на фильтр 2 проходит инвертированный сигнал второго сомножителя.

На выходе фильтра 2 амплитуда сигнала пропорциональна сигналу с входа

9, а длительность — сигналу с входа

8. На выходе фильтра 2 постоянная составляющая пропорциональна произведению сигналов-сомножителей. Если

1231 первый сигнал-сомножитель меняет знак (фиг. 2Ь), то соответственно изменяется и знак сигнала на выходе коммутатора 1 °

Вместо треугольного напряжения может быть использовано напряжение пилообразной формы. формула изобретения о

1. Способ четырехквадрантного перемножения аналоговых сигналов, основанный на формировании широтно-модулированной импульсной,последовательности, скважность импульсов в .которой обратно пропорциональна амплитуде первого сигнала-сомножителя, путем сравнения его с периодическим биполярным напряжением треугольной формы, формировании разнополярной ур амплитудно-модулированной импульсной последовательности, амплитуда импульсов в которой пропорциональна амплитуде второго сигнала-сомножителя,,а полярность зависит от скваж- д ности импульсов широтно-модулированной импульсной последовательности, и усреднении разнополярной амплитудномодулированной импульсной последовательности, отличающийся 1О тем, что с целью повышения точности перемножения при малых значениях сигналов-сомножителей, формируют дополнительную импульсную последовательность, импульсы которой синфазны с

5 импульсами широтно-модулированнои импульсной последовательности, а их скважиость постоянна и равна двум, путем сравнения упомянутого периодического биполярного напряжения тре40

519 4 угольной формы с нулевым. уровнем, а импульсы в разнополярной амплитудномодулированной импульсной последовательности формируют в течение интервалов времени, соответствующих несовпадению во времени импульсов широтно-модулированной и дополнительной импульсных последовательностей.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее генератор периодическога треугольного напряжения, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, выход которой соединен с первым управляющим входом коммутатора, выход которого подключен к входу фильтра, выход которого является выходом устройства, фазоинвертор, вход которого является входом первого сигнала-сомножителя и соединен с первым информационным входам коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом фазоинвертора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности перемножения при малых значениях сигналов-сомножителей, в него введена дополнительная схема сравнения, первый вход которой соединен с выходом генератора периодического треугольного напряжения, второй вход дополнительной схемы сравнения является входом второго сигнала-сомножителя, выход дополнительной схемы сравнения подключен к второму управляющему входу коммутатора, третий и четвертый ин-. формационные входы коммутатора соединены с шиной нулевого потенциала, второй вход схемы сравнения подключен к шине нулевого потенциала.

1231519

Составитель 0.0траднов

Техред Л.Олейник Корректор Г.Решетник

Редактор М.Келемеш

Заказ 2653/53

Тираж 671 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4