В п тб ^лщ шп^?т

 

О П И С А Н И Е 39987б

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. G 06@ 7/16

Заявлено 18Х.1971 (№ 1657546/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано ОЗ.Х.1973. Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 18.1I.197-1

Государственный комитет

GoBBTR Министров СССР пв делам изооретений и открытий

УДК 681.335.513 (088.8) ВПТ

Авторы изобретения

С. Д. Лутов и А. А. Снегур У ", Ц g /rgb 1, .

% ЪФ б . ДJ

О ССР

Заявитель рдена Ленина институт кибернетики АН Украинской

МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике и может быть использовано при построении управляюш,их устройств систем автоматического управления непрерывными технологическими процессами, а также в электронных аналоговых вычислительных устройствах. Широкое распространение в аналоговой вычислительной технике получили функциональные множительные устройства на квадраторах для осуществления операции квадрирования, в которых используются либо нелинейные элементы (тириты и др), либо диодные функциональные преобразователи, а также время-импульсные множительные устройства.

Однако сложность, невысокая надежность, ограниченный срок службы и сравнительно высокая стоимость делают их практически непригодными для устройств управления непрерывными технологическими процессами.

Для этой цели могут быть использованы известные множительные устройства на термочувствительных или оптронных элементах, построенные по принципу управления коэффициентом передачи с помощью обратной связи.

Множительное устройство на оптронных элементах, обладая рядом преимуществ по сравнению с множительным устройством на термочувствительных элементах (отсутствие влияния второго сомножителя на схему отработки первого сомножителя, улучшение частотной характеристики), также как и последнее в условиях длительной непрерывной работы имеет невысокую точность из-за дрейфа «нуля» по входу отработки сомножителя с помощью отрицательной обратной связи.

Для повышения точности работы при длительной непрерывной работе предлагаемое

10 множительное устройство па оптронных элементах содержит подстроечный элемент и коммутирующие элементы, включенные на входах усилителей первого и второго сомножителей и на выходе усилителя считывания

15 произведения, причем выход подстроечного элемента соединен со входом усилителя первого сомножителя, а его вход — с коммутирующим элементом на выходе усилителя считывания произведения. В качестве подстроеч20 ного элемента может быть использован электрохимический модулятор света (ЭХМС) в режиме управляемого элемента аналоговой памяти.

Для компенсации температурной нестабиль25 ности фотоприемника ЭХМС (например, фоторезистора) и расширения рабочего диапазона электрохимической ячейки ЭХМС на входе усилителя первого сомножителя может быть включен компенсирующий фотоприем30 пик.

399876

Для улучшения режима работы ЭХМС за счет снижения частоты автоколебаний при автоподстройке в цепи обратной связи усилителя считывания произведения в режиме автоподстройки может быть включен конденсатор.

На чертеже изображена принципиальная схема множительного устройства.

Множительное устройство состоит из множительного каскада 1, содержащего оптронные элементы 2 — 5, включающие светоизлучатели 6 — 7 и фотоприемники 8 — 11, усилителей постоянного тока 12 — 14, подстрое шого элемента 15, содержащего электрохимическую ячейку 16, светоизлучатель 17, фотоприемник 18, являющиеся составными частями

ЭХМС, и компенсирующий фотоприемник 19, коммутирующих элементов 20 — 22 и конденсатора 23. В множительном каскаде 1 оптронные элементы 2, 3 соединены по дифференциальной схеме, т. е. их светоизлучатели

6, 7 и фотоприемники 8, 9 имеют общие точки, являющиеся соответственно входом и выходом дифференциальной схемы.

Аналогично включены оптронные элементы

4, 5, причем их светоизлучатели 6, 7 являются общими с оптронными элементами 2 и 3 соответственно. Таким образом, обе дифференциальные схемы имеют общий управляющий вход, соединенный с выходом усилителя 12.

К суммирующей точке этого усилителя подсоединен выход дифференциальной схемы оптронных элементов 2, 3, светоизлучатели 6, 7, фотоприемники 8, 9 которых подключены к шинам питания противоположной полярности, и выход подстроечного элемента 15, являющийся общей точкой рабочего 18 и компенсирующего 19 фотоприемников, Фотоприемники 10, 11 дифференциальной схемы оптронных элементов 4, 5 подключены к входу и выходу усилителя 13, а выход этой схемы, являющийся выходом множительного каскада 1, соединен с суммирующей точкой усилителя 14. На входе усилителей 12 и 13 и на выходе усилителя 14 установлены, соответственно, коммутирующие элементы 20, 21 и

22. Замкнутая клемма коммутирующего элемента 20 соединена с датчиком первого сомножителя Х, элемента 21 — с датчиком второго сомножителя У, а элемента 22 с сопротивлением обратной связи усилителя 14.

К разомкнутым клеммам коммутирующих элементов 20 — 22 подключены соответственно шина операционной земли, шина питания и управляющий электрод ячейки 16 вместе с пластиной конденсатора 23. Вторая пластина конденсатора 23 подсоединена к суммирующей точке усилителя 14, а управляемый электрод ячейки 16 соединен с шиной операционной земли. Входы рабочего и компенсирующего фотоприемников подключены к шинам питания противоположной полярности, а светоизлучатель 17 включен между шиной питания и шиной земли.

Предлагаемое множительное устройство ра5

15 го

3О

65,4 ботает следующим образом, В исходном положении коммутирующих элементов 20 — 22 выполняется операция умножения напряжений сомножителей Х и 1 . При подаче на вход усилителя 12 напряжения первого сомножителя (например Х)0) на выходе усилителя

12 появляется напряжение противоположной полярности, которое увеличивает напряжение на одном светоизлучателе, например 6, и настолько же уменьшает напряжение на втором

7. В соответствии с этим световой поток первого светоизлучателя 6 и проводимости фоторезисторов 8 и 10 увеличивается, а световой поток второго светоизлучателя 7 и проводимости фоторезисторов 9 и 11 уменьшается.

При обеспечении отрицательной обратной связи в контуре отработки первого сомножителя схема придет в равновесие, когда приращение тока с выхода дифференциальной схемы оптронов 2, 3 будет равно входному току от первого сомножителя Х. Таким образом, изменение проводимостей фоторезисторов 8, 9 и имеющих одинаковые с ними люкс-амперные характеристики фоторезисторов 10, 11 оказывается пропорциональным первому сомножителю Х, а ток на входе усилителя 14 будет пропорционален произведению сомножителей Х и У. Масштаб произведения Z устанавливается выбором сопротивлений на входе усилителя 12 и в обратной связи усилителя 14.

Для переключения множительного устройства в режим автоподстройки «нуля» коммутирующие элементы 20 — 22 переводятся из исходного положения в другое крайнее положение (по командам коммутатора или другого программного устройства). При этом вход усилителя 12 отключается от сомножителя Х и подключается к земле, вход усилителя 13 подключается к шипе питания, а выход усилителя 14 подключается к управляющему электроду ячейки 16 и при этом в обратную связь усилителя 14 включается конденсатор

23. Если проводимости фоторезисторов 10 и

11 не равны, что прн равных напряжениях их питания свидетельствует о смещении «нуля» множительного устройства, то»а выходе усилителя 14 появится усиленное напряжение разбаланса и через коммутирующий элемент

22 будет приложено к управляющему электроду электрохимической ячейки 16 ЭХМС.

Под действием этого напряжения на управляемом электроде будет осаждаться или растворяться (в зависимости от полярности приложенного напряжения) слой металла, изменяя прозрачность этого электрода и управляя, таким образом, величиной светового потока, проходящего через ячейку, и проводимостгло фотоприемника 18. Выходной ток подстроечного элемента 15 изменяет напряжение на выходе усилителя 12 в сторону устранения разбаланса проводимостей фоторезисторов 10 и

11. Конденсатор 23 служит для снижения частоты автоколебаний в контуре автоподстройки, что необходимо для улучшения ре399876

Предмет изобретения

Составитель Т. Озерова

Текред Л. Богданова

Редактор Е. Гончар

Корректор Е. Хмелева

Заказ 198!13 Изд. М 71 Тираж 6-1 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Ра шская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 жима работы ячейки ЭХМС. После возвращения схемы в исходное положение напряжение на входе подстроечного элемента 15 равно нулю, и ток с его выхода, соответствующий

«нулю» множительного устройства, остается постоянным (запоминается) до следующего такта автоподстройки.

Множительное устройства, содержащее множительный каскад на оптронных элементах, усилитель первого сомножителя, усилитель-инвертор второго сомножителя, подключепные ко входам множительного каскада, выход которого соединен со входом усилителя считывания произведения, от.исчающееся тем, что, с цельто повышения точности работы устройства при длительной непрерывной работе, оно содержит подстроечный элемент и коммутирующие элементы. включенные на входах усилителей первого н второго сомножителей Ii на выходе усилптс.7я с гитывания

10 произведения, причем выход подстроечного элемента соединен со входом усилителя первого сомножител. ., а его вход — с коммутирующим элементом на выходе усилителя считывания произведения.