Множительное устройство

Множительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

()955104

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 09.02. 81 (2! ) 3245465/18-24 с присоединением заявки М (23)Приоритет (51) М. Кл.

С 06 G 7/16 твеуяерстееекые комитет

СССР ао делам кэобретеннй и открытвб

Опубликовано 30.08.82 ° Бюллетень РА 32

Дата опубликования описания30.08.82 (53) УДК681 ° 335 (088.8) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (7 l ) Заявитель (54) МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автома- тике и вычислительной технике, в частности к время-импульсным множительным устройствам, и предназначено для использования в системах промышленной автоматики и вычислительной техники.

Известно вероятностное множительное устройство (МУ), состоящее из широтно-импульсных модуляторов и элемента И (1).

Недостатком известного МУ являетсяя низкое быстродействие, обусловленное длительным временем усреднения выходных импульсов.

Наиболее близким к изобретению является МУ, состоящее из параллельных частотно-широтно-импульсных каналов преобразования сигналов-сомножителей и элемента равнозначности. Для повышения быстродействия

МУ частотно-широтно-импульсные пре— образователи выполнены по принципу подчиненной синхронизации частот автоколебаний, когда частота автоколебаний одного из преобразователей находится в целочисленном соотношении с частотой автоколебаний второго преобразователя $2) .

Недостатком этого МУ является его низкая помехоустойчивость. Если на вход ведущего частотно-широтно-импульсного преобразователя воздействует помеха с амплитудной, превышающей уровень допустимого входного,сигнала, то происходит срыв режима автоколебаний как у ведущего, так и у ведомого преобразователей. При этом выходной сигнал МУ достигает максимальной величины, несмотря на то, что сигнал-сомножитель на входе второго (ведомого) преобразователя может иметь нулевой уровень.

2о Цель изобретения - повышение ломе". хоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в МУ, содержащее элемент равнозначности, выход которого явля-

3 9551 ется выходом устройства, последова= тельно соединенные первый сумматор, первый интегратор, первый релейный элемент и одновибратор, выход первого релейного элемента подключен к первому входу элемента равнозначности и к первому входу первого сумматора, второй вход которого является первым входом устройства, после-. довательно соединенные второй сумма" 16 тор, второй интегратор, амплитудный модулятор и второй репейный элемент, выход которого подключен к второму входу элемента равнозначности. и к первому входу второго сумматора, вто- 1$ рой вход которого является вторым входом устройства, введены первый и второй пороговые элементы, входы которых подключены соответственно к пер вому и второму входам устройства и последовательно соединенные третий сумматор, демодулятор и элемент

ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу одновибратора, а выход - к второму входу амплитудного модулятора, выходы пороговых элементов подключены соответственно к первому и второму входам третьего сумматора.

На фиг. 1 дана структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Множительное устройство (фиг. 1) содержит сумматоры 1-3, пороговые элементы 4 и 5, интеграторы 6 и 7, демодулятор 8, элемент ИЛИ 9, амплитудный модулятор 1О, одновибратор

11, релейные элементы 12 и 13, элемент 14 равнозначности, входные 15 и 16 и выходные 17 клеммы, Принцип работы МУ следующий.

Сумматор 1, интегратор 6 и релей-. ный элемент 12 образуют ведущий автоколебательный каскад с частотноширотно-импульсной моДуляцией, предназначенный для преобразования первого сигнала-сомножителя X (t) . Тракт преобразование второго сигнала-со-. множителя X<(t), выполненный на основе сумматора 3, интегратора 7, модулятора 10 и элемента 13, является $0 ведомым, так как частота его автоколебаний: находится в целочисленном соотношении с частотой выходного сигнала У (t) ведущего автоколебательного каскада ИУ. Репейные элементы $$

12 и 13 имеют симметричную неинвертирующую петлю гистерезиса (фиг. 2в) с порогами переключения 8. Выходной

04 4 сигнал релейных элементов 12 и 13 неизменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку в пределах, определяемых напряжением источника питания МУ.

При отсутствии на входе 15 первого сигнала-сомножителя X<(t) выходной сигнал У 2() релейного элемента 12 представляет собой двухполярные импульсы со средним нулевым значением (фиг. 2д). Переключение релейного элемента 12 происходит под воздействием выходного сигнала Yg(t) интегратора 6 в моменты времени выполнения условия У (t) > (В). Наличие сигнала Х<(t) приводит к изменению производной выходного сигнала интегратора 6. В интервале времени совпадения знаков напряжений X (t) и У„ (t) скорость изменения развертки Y+(t) определяется суммой токов входного и обратной связи ведущего автоколебательного каскада ИУ, а в интервале несовпадения знаков сигналов Х.1(т.) и У1,2(т.) — разностью соответствующих им токов. 8 результате период следования импульсов на выходе релейного элемента 12 уменьшается, а их постоянная составляющая за период автоколебаний устанавливается пропорциональной уровню первого сигнала-сомножителя ИУ.

Сумматор 3, интегратор 7, модулятор 10 и элемент 13 служат для преобразования второго сигнала сомножителя Х (t). Амплитудный модулятор

10 осуществляет перемножение сигналов на выходе интегратора 7 и элемента ИЛИ 9. Частота автоколебаний ведущего автоколебательного каскада ИУ зависит от частоты следования импульсов на выходе релейного элемента

12, соотношения постоянной времени интегратора 7 и величины порогов переключения релейного элемента 13, Одновибратор 11 осуществляет формирование импульсов малой длительности синхронно с началом очередного периода автоколебаний ведущего автоколебательного каскада МУ (фиг. 2д, е). В амплитудном модуляторе 10 выходной сигнал У (t) элемента ИЛИ 9 модулируется по амплитуде на уровне выходного сигнала У7(t) интегратора 7 (фиг. 2ж). Переключение релейного элемента 13 (фиг. 2,з) происходит под воздействием выходного сиг( нала У, (й) амплитудного модулятора

10 в . моменты времени выполнения

4 d в пределах зоны нечувствительности порогового элемента 5.

Тогда на выходе блоков 4, 8 и 9 формируется сигнал логической "1", под воздействием которого ведомый автоколебательный каскад МУ переходит в режим собственных автоколебаний, что исключает ошибку работы устройства из-за превышения сигналом

Х (t) уровня допустимого входного сигнала ведущго автоколебательного каскада.

Пороговый элемейт 5 введен в схему МУ с целью исключения режима собственных автоколебаний ведомого автоколебательного каскада в случае одновременного выполнения условий X„(t)f» f(+C)(, fX,(t)f>f;+Cf, когда частоты сигналов У1 (t), У1 (t) близки друг к другу и йеревод сумматора

3, интегратора 7 и релейного элемента 13 в режим соЬственных автоколебаний может. вызвать существенную ошибку работы устройства. При этом на выходе пороговых элементов 4 и 5 формируются сигналы логической "1" различного знака, и напряжение на выходе сумматора 2 равно нулю. В результате сумматор 3, интегратор 7, модулятор 10 и релейный элемент 13 продолжает работать в качестве ведомого автоколебательного каскада МУ.

Наличие порогового элемента 5 для случая f X (t)I > f X f, fX (с)f(f +C(не влияет на работу схемы, так как при

f Х >(t) f > f Х> jX автоколебания в сумматоре 2, йнвертора 7, модулятора

10 и релейного элемента 13 принципиально невозможны, Таким образом, введение в схему множительного устройства сумматора

2, пороговых элементов, демодулятора 8 и элемента ИЛИ 9 позволяет повысить его помехоустойчивость.

Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями, приведенными выше.

Формула изобретения

Множительное устройство, содержащее элемент равнозначности, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные первый сумматор, первый интегратор, первый релейный элемент и одновибратор, выход первого релейного элемента

5 95510 условия f 4O(t)f f el (фиг. 2,ж). Эа счет синхронизации частоты автоколебаний ведомого автоколебательного каскада МУ с частотой -.следования импульсов на выходе ведущего автоколебательного каскдда исключается погрешность работы устройства, обусловленная нецелочисленным сооТ ношением частот выходных сигналов релейных элементов 12 и 13. В осталь10 ном принцип действия ведомого автоколебательного каскада МУ соответствует принципу действия тракта, включающего сумматор, интегратор и элемент 12.

Операция умножения двух сигналовсомножителей Х () и Xg(t) осуществляется элементом 14 равнозначности, знак импульсов выходного сигнала которого соответствует произведению знаков импульсов на выходе репейных звеньев 12 и 13 (фиг. 2,и), Недостатком подобного принципа перемножения аналоговых сигналов яв" ляется низкая помехоустойчивость МУ.

Предположим, что сигнал Xg{t)--0, а сигнал на входе ведущего автоколебательного каскада МУ в результате действия помехи превысил уровень допустимого входного сигнала МУ. Это 30 приводит к срыву режима автоколебаний ведущего автоколебательного каскада множительного устройства, и сигнал на выходе релейного элемента

12 принимает фиксированное значение.

В результате автоколебания в ведомом автоколебательном каскаде МУ также прекращаются и сигнал на выходе блока 14 принимает максимальное значение, несмотря на то, что Х (t)=0. р

Ддя исключения указанного недостатка в схему множительного устройства введены сумматор 2, пороговые элементы 4 и 5, демодулятор 8 и элемент ИЛИ 9.

4$

Пороговые элементы 4 и 5 выполнены с зоной нечувствительности +С и имеют характеристики, показанные на фиг.2,а, б. Порог срабатывания +С выбирается из условия f+Cf àf+Xgj, где Х - допустимый входной сигнал ведущего и ведомого автоколебательных каскадов

МУ, Демодулятор 8 предназначен для выпрямления выходного сигнала сумматора 2. Его характеристика представлена на фиг. 2,r.

Предположим, что сигнал Х <(t) на входе сумматора 1 превысил уровень

{ С), а сомножитель Х () находится

9551 подключен к первому входу элемента равнозначности и к первому входу первого сумматора, второй вход которого является первым входом устройства, последовательно соединенные второй сумматор, второй интегратор, амплитудный модулятор и второй релейный элемент, выход которого под" ключен к второму входу элемента рав-нозначности и к первому входу вто- 10 рого сумматора, второй вход которого является вторым входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью повышения помехбустойчивости, в него введены первый и вто- 15 рой пороговые элементы, входы которых подключены соответственно к первому и второму входам устройства,, 04 8 и последовательно соединенные третий сумматор, демодулятор и элемент

ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу одновибратора, а выход под ключен к второму входу амплитудного модулятора, выходы пороговых элементов подключены соответственно к первому и второму входам третьего сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смолов В.Б. и др. Вычислительные машины непрерывного действия.

И., "Высшая школа", 1964, с. 328, рис. У-45.

2. Авторское свидетельство СССР

11 547782, кл. G 06 G 7/16, 1975 (прототип).

955104

Яю гбя

U 0

Составитель Т.Сапунова

Редактор С,Тараненко Техред Т.Иаточка Корректор Г.Решетник

Закаэ 0

5, Тираж 731 Подписное

ВНЙИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, лиал