Способ умножения двух сигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 748437 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 270678 (21) 2633462/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 150780. Бюллетень ¹ 26 (51)М. Кл.

G G 7/16

Государственный комитет с с с.р по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 335 (088.8) Дата опубликования описания 15.07.80 (72) Автор изобретения

И. P. Линецкий (71) Заявитель (54) СПОСОБ УМНОЖЕНИЯ ДВУХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники.

Известны способы умножения двух сигналов, использующие принцип двойного интегрирования (1).

Общим недостатком таких способов является то, что произведение входных сигналов получается как резуль- . тат двух последовательных операций (интегрирования одного из сомножителей в течение определенного времени и разряд интегратора постоянным током). Причем мерой величины произведения служит время разряда интегратора.

Наличие двух разнесенных во времени операций не позволяет непосредственно получить произведение двух сигналов в виде пропорционального . 20 ему периода следования импульсов (между периодами следования, несущими полезную информацию, располагаются интервалы времени, не связанные с произведением).

Период T между двумя соседними моментами начала заряда интегратора сос тоит из времени его заряда1 и времени его разряда р

3 P

При этом произведению входных сигналов х, у пропорционален интервал ф =ку

Т t +хм:

Интервал t связан не с произведением, а только с одним из сомножителей, поэтому наличие его в сумме вносит методическую ошибку произведения.

Наиболее близким техническим. решением является способ умножения двух сигналов (21 .

Этот способ предназначен для случая, когда один из сомножителей представлеь в виде интервала времени, а другой — в виде напряжения (или может быть. преобразован в напряжение). Способ заключается в том, что сомножитель, представленный напряжением, интегрируется в течение интервала времени, пропорционального второму сомножителю. Когда закон. чится интервал времени, представляющий второй сомножитель, начинается разряд интегратора с помощью сигнала, представленного напряжением, полярность которого противоположная по.пярности проинтегрированного сигнала. Эатем измеряется интервал време748437

30 ни, в течение которого интегратор разряжается до нуля, и по йему судят о величйне произведения.

Согласно описанному способу можно получить результирующий сигнал в виде пропорциональных произведению отрезков времени, интервалы между которыми не несут полезной информации. Однако, очень часто бывает необходимость соединения множительного устройства с блоком, воспринимающим только периодический сигнал. По рассматриваемому способу для получения выходного сигнала в виде частоты потребовались бы дополнительные преобразования.

Целью изобретения является повы- 35 шение точности путем получения не- прерывного потока измеряемых интервалов времени.

Цель достигается тем, что в способе умножения двух сигналов, ос- 20 нованном на интегрировании первого сомножителя, представленного в виде

"йапряжения, в течение интервала времени, пропорционального второму сомножителю, на разряде интегратора с помощью эталонного сигнала, представленного постоянным напряжением, полярность которого противоположна полярности проинтегрированного сигнала, и на измерении интервала вре" мени, начало которого совпадает с окончанием интегрирования сигнала, а конец с моментом разряда интегратора до нуля, интегрирование первого сомножителя и разряд интегратора начинают одновременно, а начало ново- 35 го цикла измерения синхронизируют с моментом начала интегрирования, а окончание цикла измерения — с мо, ментом разряда интегратора до нуля.

На чертеже приведена блок-схема устройства, в котором может быть осуществлен предлагаемый способ умножения.

Блок-схема содержит источник 1 первого сомножителя (Х), источник 2 второго сомножителя (У ), преобразователь 3 сигнала х во временной интервал т, ключ 4, интегратор 5, схему сравнения б, триггер 7, источник 8 сигналов первоначальной установки триггера, формирователь 9. 50

Источник 1 первого сомножителя соединен с преобразователем 3 (х- г ), источник 2 второго сомножителя (Ч ) соединен с ключом 4, с которым свя-, 55 зан-также и выход преобраэоватеЛя 3. Co входом интегратора 5 соединен ключ

4 и цепь разряда (сопротивление и ) .

Поскольку схема построена на принципе одновременного заряда и разряда интегратора, величина напряжения разряда (U p ) должна быть меньше минимального значения первого сомножителя. Выход интегратора

5 =вязан со схемой сравнения (нульоргана) 6, соединенной с нулевым 65 установочным входом триггера 7.

Единичный установочный вход триггера 7 связан с выходом преобразователя 3. Нулевой выход триггера 7 соединен со входами преобра= эователя 3 и формирователя 9.

Работает схема следующим образом.

В схеме постоянно действует напряжение цепи разряда - Uð . Пусть в результате предшествующего цикла. преобразования интегратор 5 разрядился до нуля. Тогда сработает схема сравнения б и ее выходной сигнал установит триггер 7 по нулевому установочному входу в положение

"0" ° С инверсного выхода триггера

7 сигнал по цепи синхронизации запустит преобразователь 3.

Преобразователь 3 будет оставаться включенным в течение времени пропорционального сомножителю x . С выхода преобразователя 3 сигнал поступит на ключ 4, откроет его и удержит в таком состоянии в течение времени .с . Этот же сигнал уста1. новит триггер 7 по единичному установочному входу в положение "1". При открытом ключе 4 потенциал второго сомножителя (У ) заряжает интегратор 5 в течение времени.с . Поскольку напряжение разряда -0р действует постоянно, одновременно с зарядом интегратора 5 происходит и его разряд напряжением. По окончании времени т- снимается потенциал с единичного установочного входа триггера 7, закроется ключ 4 и прекратится заряд интегратора 5, а"Ha его входе будет продолжать действовать только напряжение разряда. Как только интегратор 5 разрядится до нуля, произойдет срабатывание схемы сравнения б, выходной сигнал которой установит триггер в нуле вое положение. (Далее процесс повторяется).

Для координации первоначалБного запуска схемы на нулевой установочный вход триггера может подаваться сигнал от источника 8 сигналов первоначального пуска.

С выхода триггера 7 сигналы поступают на вход формирователя 9, с выхода которого снимается сигнал, пропорциональный проиэведениюУ .

Получаемый на выходе формирователя 9 полезный сигнал представляет собой временный интервал между началами его выходных импульсон. То, что каждый временный интервал между началами двух соседних импульсов на выходе формирователя 9 пропорционален произведению vg доказывается следующим образом.

Начиная с момента времени t = 0 интегратор 5 заряжается напряжением в теченйе времени . Текущее значение напряжения 0 на восходе интегратора выражается как

-с J (7 0 р) Ж (1 ) 748437

Формула изобретения (4) К(-и ) =Кu,(т- ф Л;=и,т; T к у с л,т= - у ,(Р

ЦНИИПИ Заказ 4241/37 Тираж 751 Подписное

Филиал ППП Патент, г, Ужгорсд, ул. Проектная, 4 где к — коэффициент пропорциональности, первый сомножитель (интервал времени), У вЂ” второй сомножитель, текущее время, .Ор — напряжение разряда.

К моменту времени 1- интегратор

5 окажется заряженным до напряжения, 0 .=К(У-u )фК(У-О Дс (2) о

Начиная с момента времени 1 ° и до момента t-т (r — йнтервал времени, соответствующий искомому произведению), т. е. в течение времени (-т= ), на вход интегратора 5 будет поступать только напряжение разрядами, т. е. интегратор в этот период времени разряжается от напряжения, равного U до напряжения, равного нулю. т а= О.- ко,ж. (3)

Решая уравнение (3), получим.т .U =Ко,1 ; О =ко„(т-с), Ъ

Решаем совместно (2 ) и () Таким образом, на.выходе предла гаемого устройства возникает последовательность импульсов, в которой каждый интервал времени T между началами соседних импульсов строго пропорционален произведению входных сигналов.

Преобразование произведения в указанную последовательность временных интервалов свободно от методической погрешности, связанной с преобразованием по схеме прототипа.

Применение предлагаемого способа в различных измерительных схемах позволит выработать поток импульсов с интервалами времени между их началами, пропорциональными произведению входных величин. Предлагаемый способ может. быть применен для построенйя схем стыковки с блоками, на вход которых заводится только частотный сигнал. Этот же способ может быть использован для возведения в квадрат.

15 Способ умножения двух сигналов, основанный на интегрированчи первого сомножителя, представленного в виде напряжения, в течение интервала времени, пройорционального второщ му сомножителю, на разряде интегратора с помощью эталонного сигнала, представленного постоянным напряжением, полярность которого противоположна полярности проинтегрированного сигнала, и на измерении интервала времени, начало которого совпадает с окончанием интегрирования сигнала, а конец — с моментом разряда интегратора до нуля, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности путем получения непрерывного потока измеряемых интервалов времени, интегрирование первого сомножителя и разряд интегра.тора начинают одновременно, а начало нового цикла измерения синхронизируют с моментом начала интегрирования, а окончание цикла измерения с моментом разряда интегратора до нуля.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 480086, кл. G 06 G 7/16, 1973;

2. Заявка Японии Р 49-21818, 45 кл. 97 (8)В 12,1974 (прототип).