Устройство для деления аналоговых сигналов

 

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Цель изобретения расширение области применения за счет обеспечения возможности получения результата деления в виде сигнала переменного тока. Устройство для деления аналоговых сигналов содержит сумматоры 1 - 3, инверторы 4 и 5, электронные переключатели 6 и 7, квадратор 8, избирательный фильтр 9, выпрямитель 10, генератор 11 тактовых импульсов, вход 12 сигнала-делимого, вход 13 сигнала-делителя, выход 14 сигнала переменного тока и выход 15 сигнала постоянного тока. На выходе 15 образуется аналоговый сигнал, уровень которого пропорционален отношению сигналов на входах 12 и 13, а на выходе 14 образуется переменный сигнал, амплитуда которого также пропорциональна указанному отношению. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Р1) G 06 С 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4246395/24-24 (22) 18 .05.87 (46) 15.03,.90. Бюл. Р 10 (72) И.Г.Дорух и А.П.Дорух (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1037278, кл, G 06 G 7/16, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 1211763, кл. G 06 G 7/16, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналого. вых вычислительных машинах. Цепью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения

„.SU„„1550538 А 1

2 возможности получения результата де- ления в виде сигнала первменного тока, Устройство для деления аналоговых сигналов содержит сумматоры 1"3, инверторы 4 и 5, электронные переклю" чатели 6 и 7, квадратор 8, избира-. тельный фильтр 9, выпрямитель 10, ° генератор 11 тактовых импульсов, вход 12 сигнала-делимого,,вход 13 сигнала-делителя, выход 14 сигнала переменного тока и выход 15 сигнала постоянного тока, Ha выходе 15 odpaзуется аналоговый сигнал, уровень

zo poro пропорционален отношению сигналов на входах 12 и 13,.а на выходе j14 - переменный сигнал, амплитуда которого также пропорциональна указанному отношению. 1 an, !

550538

Изобретение относится к электрическимм вычислительным ус трой с тн ам и может быть использовано в аналогоных вычислительных машинах.

Цель изобретения — расширение

5 области применения за счет обеспечения возможности получения результата деления в ниде сигнала переменного тока. 0

На чертеже приведена функциональI ная схема предлагаемого устройства, Устройство для деления аналоговых ! сигналов содержит сумматоры 1-3,, инверторы 4 и 5, электронные пере,ключатели 6 и 7, квадратор 8, избирательный фильтр 9, фазочувстнительный выпрямитель 10, генератор 11, :тактовых импульсов, вход 12 сигналаделимого, вход 13 сигнала-делителя,,выход 14 сигнала переменного тока и, выход 15 сигнала гостоянного тока.

Устройство для деления аналоговых ,сигналов работает следующим образом.

На вход 1 2 поступает аналоговый сигнал, уровень Х коroyovo пропорцио-, нален делимому, а на вход 13 — аналоговый сигнал, уровень У которого пропорционален делителю.

Генератор 11 формирует прямоугольный периодический сигнал с частотой Е@ и скважностью, равной двум.

Амплитуда этого сигнала достаточна .для срабатывания переключателей 6 . и 7. Сигнал с выхода генератора 11 поступает на упранляющие входы пере,ключателей б и 7 выпрямителя 10.

: Переключатели б и 7 синхронно переключаются из положения, приведенного на чертеже, в противоположное, причем н указанных положениях они находятся одинаконые промежутки времени Т = 1/2К. .

Пусть на выходе 15 сФормирован 45 аналоговый сигнал уровня Z. Этот сигнал пост пает на первый сигнальный вход переключателя 6 и на второй вход сумматора 1, на первый вход которогО пОдается сигнал урОння 50

Х с входа 12. Коэффициенты передачи сумматора 2 по обоим входам равны 1, поэтому уровень сигнала на его выходе

11 1

Сигнал с выхода сумматора 1 поступает непосредственно на первый и через инвертор 5 на второй сигнальные входы переключателя 7.

В промежутки времени, когда переключатели 6 и 7 находятся в положении, приведенном на чертеже, происходит следующее, На первый вход сумматора 2 через переключатель 6 поступает проиннертиронанный иннертором 4 сигнал с выхода 15, а на второй — сигнал уровня У с входа,13, Коэффициенты передачи сумматора 2 по обоим нходам равны 1, поэтому уровень сигнала на его выходе

Сигнал с выхода сумматора 2 поступает на вход квадратора 8, где возводится в квадрат.

Уровень сигнала на выходе квадратора 8

< () (2)г где К „ — коэффициент передачи кнадратора 8, Сигнал с выхода квадратора 8 поступает на второй вход сумматора 3, на первый вход которого,.подается через переключатель 7 сигнал с выхода сумматора 1. На выходе суммато:ра 3 образуется сигнал, уровень которого

U, =к,v„+ки =к (x+z) +

+к„к (v-z) где К и К 3 — коэффициенты передачи сумматора 3 соответственно по первому и второму входам

В промежутки времени, когда переключатели 6 и 7 находятся в положении„ противоположном приведенному на чертеже, происходит следующее.

На первый вход сумматора 2 через переключатель 6 поступает сигнал с выхода 15, поэтому уровни U и U сигналов на выходах соответственно сумматора 2 и кнадратора 8 определяются как 11 =У + 1

v" = к,(у + z)

На первый вход сумматора 3 через переключатель 7 сигнал с выхода сумматора 1 поступает через иннертор 5, поэтому уровень сигнала на выходе сумматора 3

v" =-к v„+ к,v" = -к,(х + z) +

+ к,к,(x + z) .

Таким образом, сигнал на выходе сумматора 3 скачкообразно изменяется от уровня Б до уровня U и обратно.

При этом промежутки времени, н течение которых сигнал на выходе .сумма1550538 тора 3 сохраняет уровни U и П", равны Т/2.

Коэффициент К выбирается равным

0,5, акоэффициенты К., и K> — из условия

Kç = 0 25 поэтому перепад уровня сигнала на выходе сумматора 3, д = Ц вЂ” Б" = 0,5(Е+Х) + ;.

+ 0,25 (У- Z)+0,5(X+Z)-0,25(У+Е) или

Л - Z + X — УЕ. (1)

Переменная составляющая сигнала с выхода сумматора 3 представляет собой сигнал типа "меандр" с частотой fo и амплитудой Е, равной:

lal

2 (2) Сигнал с выхода сумматора 3 поступае т на вход филь тра 9, который настроен на частоту f . На выходе фильтра 9 образуется гармонический сигнал с частотой f и амплитудой

Z определяемой равенством

Kà

4Е (3) где К вЂ” коэффициент передачи фильтра 9 на частоте f .

Этот сигнал в зависимости от знака перепада д находится в фазе или в противофазе с сигналом генератора

ll, С выхода фильтра 9 этот сигнал поступает на выход 14 и на сигнальный вход выпрямителя 10, На выходе . выпрямителя 10 и на выходе 15 образуется аналоговый сигнал, уровень Z которого составляет:

Z — К Z (4) где К 5 — коэффициент передачи выпрямителя 10 °

Знак сигнала на выходе выпрямителя 10 определяется полярностью сигналов на входах 12 и 13. Если эти сигналы имеют одинаковую полярность, то полярность сигнала на выходе 15 положительна, если же эти сигналы разнополярны, то полярность сигнала на выходе 15 отрицательна, Решая уравнения (1)-(4) совместно, можно записать:

Коэффициенты К и К5 выбираются из условия

К,„ К = и/2, поэтому уравнение (5) можно записать в виде

Z+X-.ÓÅ=Å

Х

Z у

Таким образом, на выходе 15 образуется аналоговый сигнал, уровень которого пропорционален отношению сигналов на входах 12 и 13,.а на выходе 14 — переменный сигнал, амплитуда которого также пропорциональна укаэанному отношению.

Формула:изобретения

Устройство для деления аналоговых сигналов, содержащее первый инвертор, первый электронный переключатель, первый и второй сигнальные входы которого соединены соответственно с входом и выходом первого инвертора, первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого электронного переключателя, квадратор, вход

25 которого соединен с выходом первого сумматора, второй инвертор, второй электронный переключатель, первый и второй сигнальные входы которого соединены соответственно с входом и

30 выходом второго инвертора, второи сумматор, первый вход которого соединен с выходом. второго электронного переключателя, и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго электронных переключателей, о т— л и ч а ю щ е. е с я тем, что, с целью расширения области применения

sa счет обеспечения возможности получения результата деления в виде сигнала переменного тока, в него введены третий сумматор, фазочувствительный выпрямитель и избирательный фильтр, вход которого соединен с вы45 ходом второго сумматора, а выход является выходом сигнала переменного тока .устройства и подключен к сигнальному входу фазочувствительного выпрямителя, выход которого является выходом сигнала постоянного тока устройства и подключен к входу первого инвертора, а управляющий вход сое-. динен с выходом генератора тактовых импульсов, первый и второй входы третьего сумматора подключены соответ" ственно к входу сигнала-делимого и входу первого ийвертора, а выход соединен с входом второго инвертора, 1550538

Составитель Н.Зайцев

Редактор А.Лежнина Техред А.Кравчук Корректор B.Kàáàöèé

Тираж 55б Подписное

Заказ 275

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101 вторые входы первого и второго сумматоров, соединены соответственно с входом сигнала-делителя и выходом квадратора,