Устройство для умножения

 

О П И С А Н И Й (и)875398

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союэ Советсник

Соцнвпнстичесими

Ресттувпни (61) Доттолиительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 05.03.80(2I) 2891027/!8-24 с присоединеиттем заявки М (23) ПРнорнтет (5е) М. Кя..

6 06 G 7/161 тваударетюаий квинтет

СССР ао делаи изобретений и вткрвивк

Опубликовано.23. 10.81. Бюллетень Юе 39 (53)УДК 681.335 (088.8) Дата оиубликования описания 23. 10.81 (72) Авторы изобретенняА. И. Ковалев и l0. И. Пучков

1 4

Московский ордена Ленина энергетический и и=титут,,: ;.-, „, т

Смоленский филиал -:---" ) (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может найти применение в информационно .-измерительных преобразователях.

Известно время-импульсное .уст-". ройство для умножений .с осреднением потока широтно-модулированных импульсов, содержащие импульсный делитель напряжения и фильтр(1).

Недостатком его является малое быстродействие и небольшая величина выходного напряжения.

Для повышения величины выходного напряжения можно использовать схему время-импульсного устройства уев ножения (2).

Недостатком этого устройства яв,ляется его инерционность.

Наиболее близким к.изобретению техническим решением является устройство для умножения, содержащее усилитель постоянного тока, сумматор, запоминающее устройство, интегрирующий усилитель, блок управления, три ключа, сглаживаюший фильтр, резистор обратной связи(3).

Недостатком известного устройства, помимо его сложности, является значительная инерционность в случае невыполнения условий настройки, реаль. но всегда имеющая место из-за изменений величины коэффициента передачи быстродействующего блока. Время отработки устройством изменения величины сомножителей зависит от ве-. личины постоянной времени сглаживающего фильтра, и с ростом последней возрастает Инерционность же сгла13 живающего фильтра с целью уменьшения амплитуды пульсаций на выходе устройства выбирается .большой.

Цель изобретения — повышение быст20 родействия и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для умножения, содер1кащее переключнтель, управляющий вход которого является первым входом

87539

10 !

30 а./с

U= Ue, 35

U= 0е

40

50

55 устройства, первый неподвижный кон-. такт переключателя подключен к шине нулевого потенциала, два сглаживающих фильтра, .входы которых объедине ны, и сумматор, выход которого является выходом устройства, введен . дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходу первого сглаживающего фильтра, неинвертирующий вход — к выходу второго .сглаживающего фильтра и к первому входу сумматора, а вы— ход — ко второму входу сумматора входы сглаживающих фильтров подключены к подвижному контакту ключа, второй. неподвижный контакт которого явдяется вторым входом устройства.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для умножения; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для умножения содержит ключ 1, сглаживающие фильтры 2 и

3, дифференциальный усилитель 4, у сумматор 5.

Работа схемы происходит следующим образом.

На один вход устройства подается напряжение О, являющееся одним из входных сигналов, а на другой вход — скважность импульса 8 --t /Т являющаяся вторым входным сигналом, причем на время t4 переключатель

1 замкнут .в верхнее положение, а на остальное время периода подключен кшине нулевого потенциала.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения

U — напряжение на выходе переклюК чателя 1, Ор„, 0р- напряжение на выходах фильтров 2 и 3 соответствен- но, U- - постоянная составляющая, 0 - напряжение на выходе диффеУС ренциального усилителя 4.

Устройство для умножения работает следующим образом.

Постоянная времени Г1 сглаживающего фильтра 3 выбирается вдвое большей постоянной времени Т2 сглаживающего фильтра 4. В результате амплитуда пульсаций на выходе фильтра 3 оказывается . вдвое меньше амплитуды пульсаций на выходе фильтра 2. Постоянная составляющая напряжения U 0=80 на выходах общих фильтров одийакова.

Выходные напряжения фильтров 3 и 4 подаются на инвертирующий и неинверти8 4 рующий входы дифференциального усиления 4, у которого коэффициенты передачи .по входам равны единице. В результате на выходе усилителя 4 бу; дет отсутствовать напряжение, пропорциональное постоянной составляющей напряжения 0, а напряжение пульсаций по величине равно напряжению пульсаций на выходе фильтра 3> но имеет противоположный ему знак. (В усилителе 4 происходит вычитание выходных напряжений 0@, 0 соответственно фильтров 2 и 3.). В сумматоре Ъ напряжения пульсаций с выходафильтра 3 и с выхода усилителя 4 вычитаются и в идеальном случае напря. жение пульсаций на выходе сумматора

5 равно нулю.

Следовательно, напряжение на выходе сумматора 5 будет определяться только постоянной составляюшей напряжения фильтра 3.

Постоянные времени "; и С,могут отличаться необязательно в два раза. В этом случае также можно практически полностью устанить пульсации на выходе устройства установлением соответствующего коэффициента передачи по одному из входов сумматора 5.

При скачкообразном .изменении напряжения 0 напряжение постоянной составляющей на выходе фильтра и будет иметь вид а на выходе фильтра 2

Напряжение постоянной составлящей на выходе дифференциального усилите- ля 4 в этом случае уже не будет равно нулю, а составит величину ,ц — Ь/- 2

0=0-0=Ue(8-1) С "-1 =2 (1)

Величина же постоянной времени Г2 выбирается не из условия минимум пульсации, а из условия, чтобы за время

Т конденсатор фильтра не успел полностью перезарядиться. Достаточно для этого выбрать 12 = Т . В этом случае можно взять Г = 2 Т.

Из выражения (1) следует, что ус-. тановление напряжения 0у с точно20

5 97539 стью в 17. происходит, за время не пре вышающее 5 Т, что намного меньше, г чем время переходного процесса в известном устройстве.

Во время испытаний устройства выбиралось Т 1 и время переходного процесса с точностью в IX не превышало 5 мс. Для сравнения при расстройке известного устройства на

27 и Т IMc: время вхождения в 1Ж 10 зону составило 0,05 с.

Быстродействие предлагаемого устройства в несколько раз больше, чем у известного. Это достигается тем, что постоянные времени фильтрОв выбираются не из условия подавления пульсаций до допустимой величины, а из условия отсутствия полного перезаряда в течении периода конденсаторов фильтров. Подавление же пульса;ций обеспечивается благодаря приме1 нению специально организованной струк туры.

Формула изобретения

Устройство для умножения, содержа-, щее переключатель, управляющий вход которого является первым входом устройства, первый неподвижный контакт переключателя подключен к шине нуле. вого потенциала, два сглаживающих фильтра, входы которых объединены, и сумматор, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю " щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия н упрощения устройства, в него введен дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходу первого сглаживающего фильтра, неинвертирующий вход - к выходу второго сглажи" вающего фильтра и к первому входу сумматора, а выход — ко второму входу сумматора, входы сглаживающих фильтров подключены к подвижному контакту ключа, второй неподвижный контакт которого является вторым входом устройства.

Источники информации, йринятые во внимание при экспертизе

1. Смолов В. Б., Угрюмов Е. П.

Время-импульсные вычислительные устрройства, Л., "Энергия", 1968, с ° 9, pHc ° 5 °

2. Смолов В, Б., Угрюмов Е. П.

Время-импульсные вычислительные устройства. Л., "Энергия", 1968, с. 20, рис ° 10.

3. Авторское свидетельство СССР

И 533935, кл, G 06 6 7/161, !975 (прототип), 875398

Составитель Т. Сапунова

Техред М,Рейвес Корректор Н. Стец

Редактор В. Еремеева

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9338/75 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР на делам изобретений и открытий

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