Множительнб-дёлительное устройство

 

0 6 й-"6-"А-те И E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Йаюа Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 02.Ill.1971 (№ 1629870/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Пр нор итет

М. Кл. G 06g 7/16

Комитет по лелем изобретений н открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 22.VI.1973. Ьюллетень № 28

УДК 681.335.513(088.8) Дата опубликования описания 23.Х,1973

Авторы изобретения

A. 3. Колесников, В. П, Макаров и В. В. Чепурнов

Заявитель

МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛЙТЕЛЬНОЕ УСТРОИСТВ0

Изобретение относится и области вычислительной техники и может быть использовано в информационно-измерительных устрой ствах, системах автоматического регулирования и т. д., работающих на несущей частоте.

Известно электронное устройство для получения произведения или отношения сигналов на переменном токе, содержащее компараторы, интегратор и амплитудный модулятор.

Однако при использовании такого устройства необходимо сдвигать по фазе один из входных сигналов относительно другого входного сигнала и опорного напряжения на постоянный угол. Кроме того, это устройство не способно работать с входными. сигналами переменного тока прямоугольной формы.

Цель изобретения — получение выходного напряжения несущей частоты, огибающая которого пропорциональна отношению или произведению огибаюших входных сигналов переменного тока прямоугольной формы без дополнительных фазосдвигающих устройств.

Это достигается при помощи множительноделительного устройства, состоящего из основного импульсного делителя напряжений с двухтактным ключевым фильтром, на который подается один из входных сигналов переменного тока (например, делимое), и электронной схемы импульсного уравновеши вания, вырабатывающей импульсы, управляю1

388270 ( щие работой кл1очей импульсных делителей напряжений (основного и вспомогательного), длительность которых прямо или обратно пропорциональна огибающей другого входно5 го сигнала, например, делителя, подключаемого на вход замкнутого контура импульсного следящего уравновешивания.

Такое выполнение множительно-делптельного устройства обеспечивает достижение вы10 сокой точности операций умно>кения и деления сигналов переменного тока прямоугольной формы в диапазоне от нескольких милливольт до нескольких вольт.

На чертеже представлена схема электрон15 ного множительно-делительного устройства переменного тока.

Множительно-делительное устройство перс. менного тока содержит подключенный к входному сигналу U„„, импульсный делитель 1

20 напряжений с двухтактным ключевым фильтром (основпой ИДН), включающий в себя транзисторные ключи 2 — 5, резисторы б и 7 и интегрирующие конденсаторы 8 и 9, а также подсоединенный к входному (U»,) и опор25 ному (Up ) сигналам замкнутый контур 10 импульсного следящего уравновешивания, состоящий в свою очередь из последовательно соединенных импульсного делителя 11 напряжений с двухтактным ключевым фильтром

30 (ИДН), аналогичного ИДН "1, блока 12 срав388270 нения, усилителя 18 переменного тока, нульорга на 14, подключенного .к генератору 15 пилообразного напряжения и к ИДН 1 и 11.

Причем входной сигнал 1/вх, может быть как в фазе, так и в проти вофазе со вторым сигналом U. В схему множительно-делительного устройства входит блок !б синхронизации, подсоединенный своим входом к напряжению несущей частоты (U„), а выходами— к ИДН 1 и 11, блоку 12 сравнения, нуль-органу 14 и генератору 15 пилообразного напряжения.

Блок синхронизации вырабатывает стабилизированное по амплитуде опорное U„è коммутирующее (U ) напряжение несущей частоты f, а также синхронизирующие импульсы ((/,) с частотой fo 2fH.

В качестве делителя входных сигналов U»

И Ugx, уCTpolliCTIBO рабстаЕт СЛЕдуЮщИМ Образом.

Транзисторные ключи, 2 и 8 ИДН 1 коммутируются в противофазе управляющими имх пульсами U переменной скважностью ту вырабатываемыми контуром 10 импульсного следящего уравновешивания с частотой следования fT 2/ . Ключ 2 замыкается на время т, при этом ключ 8 разомкнут, затем клю|ч 8 замыкается на время т — т, ключ 2 разомкнут.

Тра|нзисторные ключи 4 и 5 фильтра ИДН 1 коммутируются в противофазе напряжением

U, вырабатываемым блоком 1б с частотой несущей, подключая к выходу 17 попеременно конденсаторы 8 и 9. При подаче на вход ИДН 1 переменного напряжения прямоугольной формы Uox, с частотой /„, на резисторе 7 при,помощи ключей 2 и 8 выделяются разнополярные импульсы напряжения У„длительность которых равна длительности упра вляющих импульсов т, а амплитуда пропорциональна амплитуде напряжения U, . Работа ключей 2 — 5 синхронизирована таким образом, что при положительном импульсе на резисторе 7 замкнут, например, ключ 5 и конденсатор 9 подкЛючен z резистору 7 и выходу 17, а при отрицательном им|пульсе замкнут ключ 4 и конденсатор 8 подсоединен к рези стору 7 и выходу 17. При этом на один такт работы ключей 4 и 5 приходятся два такта работы ключей 2 и 8.

Таким образом, на конден сатор 9,все время поступают импульсы положительной полярности, а на конденсатор 8 —,отрицательной. Так как к выходу устройства конденсаторы 8 и 9 подключаются поочередно, то выход ной сигнал U„,x ïðåäñòà Bëÿåò собой напряжение,переменного тока прямоугольной формы, амплитуда которого равна среднему значению напряжения на конденсаторах 8 и 9 за половину периода несущей частоты, т. е. оно,пропорционально амплитуде U,„, и длительности управляющих импульсов

К 7вых—

Т/2 -/вх, i

4 где К,=Const, коэффициент передачи ИДН1;

T — период сигнала несущей частоты, Если т пропорциональна величине U» то устройство реализует операцию умножения

U», íà U». Если т обратно пропорционально U,„, то устройство реализует операцию деления U», на Увх,.

Управляющие импульсы длительности т вырабатываются контуром 10 импульсного следящего уравновешивания, который функционирует следующим образом. Из напряжения

U„, подаваемого на вход 18, при помощи

ИДН 11, работающего аналогично ИДН 1, вырабатываются разнополярные импульсы напряжения Ul, длительность которых равна длительности управляющих импульсов т, а амплитуда пропорциональна амплитуде напряжения U»,, Hç которых ключевой фильтр формиру ет напряжение несущей частоты с амплитудой, равной (2)

Т/2 где К2= Const, коэффициент передачи

ИДН 11;

Т вЂ” период сигнала несущей ча стоты.

Это напряжение поступает на блок 12 сравнения, вырабатывающий на пряжение несущей частоты, амплитуда которого,пропорциональна разности напряжений U2 и, Uo>, т. е.

АУ=У,— U,„.

T/2 Uoo вх, (4) 55

Подставляя т из уравнения (4),в выражение (1), получаем зависимость выходного напряжения устройства от iBxopHblx сигналов вх, вх1 1вых=К >.. вх, Вх, 60 где К= =Const (обычно К=1).

1 2

Таким образом, если амплитуда UÄ неиз65 менна, то устройство реализует операцию деНапряжение hU усиливается усилителем 18

35 переменного тока, и сигнал ошибки (У,) подается на один из входов нуль-органа 14) на другой вх од которопо проступает линейно-падающее напряжение с генератора 15 пилооб4О разных напряжений с частотой, равной частоте несущего сигнала. В момент равенства

U, с UII нуль-орган вырабатывает управляющий импульс UI- .длительностью т, определяемой временем, прошедшим от начала импуль45 са линейно-падающего напряжения У„до момента сравнения его с напряжением U<, пропорциональным входному напряжению U», .

Tax как коэффициент усиления усилителя

MiHoIo больше 1, то в установившемся режиме U2=Uon, и длительность управляющих импульсов определяется из уравнения (2) 388270

Составитель T. Озерова

Техред А. Камышникова

Редактор И. Грузова

Корректоры; О. Усова и А. Дзесова

Заказ 2763 10 Изд. № 1712 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 тr ления Ь... на U„,,. Если поменять местами

Upg, и Up„, т. е. подключить Up„на вход 18, а с1„, — на вход 19, то устройство реализует операцию умножения U,„, íà U,„, . Если огибающая всех Tðåõ напряжений U„„U„, и

У,„изменяется, то устройство реализует операцию деле11ия двух сигналов с одновременным умножением на третий сигнал.

Предмет изобретения

Множительно-делительное устройство, содержащее нуль-орган, выход которого подключен к управляющим входам двух импульсных делителей напряжения:с фильтрами, генератор пилообразного напряжения, подключенный к нуль-органу, блок сравнения, соединенный с выходом одного из импульсных делителей напряжения, и усилитель переменно5 го тока, отлича1ощееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в нем каждый фильтр выполнен в виде параллельных цепочек из последовательно соединенных конденсатора и ключа, управляющий вход которого подключен .к блоку,синхронизации, соединенному с генератором пилообразного напряжения, а выход блока сравнения подключен к входу нуль-органа через усилитель переменного тока.