Устройство для вычисления функции а - в / а + в

 

Устройство для вычисления функции (A - B)/(A + B) относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в измерительной технике для оценки коэффициента модуляции радиосигнала и относительных погрешностей. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства. Устройство содержит три сумматора, усилитель с регулируемым коэффициентом усилия, два электронных переключателя, генератор управляющих импульсов, инвертор, масштабный блок и два блока выборки-хранения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 06 G 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4692602/24 (22) 16.05.89 (46) 30.08.91. Бюл. М 32 (75) Н,А.Гуляев, И.Г.Дорух и А.П,Дорух (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1399775, кл. G 06 G 7/12, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1160440, кл. G 06 G 7/12, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ФУНКЦИИ (А — В)/(А+В) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть испол ьзовано в измерител ь ной технике для оценки коэффициента модуляции радиосигнала и относительных погрешностей.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия, На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для вычисления функции АВ/А+В содержит сумматоры 1, 2 и 3, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усиления, переключатели 5 и 6, блок 7управления, инвертор 8, масштабный блок 9 и блоки 10 и 11 выборки-хранения.

Блок 7 содержит генератор 12 тактовых импульсов, триггер 13, элементы И 14 и 15, элемент 16 задержки и одновибратор 17.:

Первый и второй сигнальные входы переключателя 5 соединены соответственно с первым и вторым входами устройства и с

„, Ж„„1674163 А1 (57) Устройство для вычисления функции АВ/А + В относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в измерительной технике для оценки коэффициента модуляции радиосигнала и относительных погрешностей. Цель изобретения — повышение точности и быстродействия устройства. Устройство содержит три сумматора, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, два электронных переключателя, генератор управляющих им- пульсов, инвертор, масштабный блок и два блока выборки-хранения. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. первым и вторым входами сумматора 1. Управляющие входы переключателей 5 и 6 соединены с первым выходом блока 7, а выходы — с входами сумматора 2. Вход блока

9 соединен с выходом сумматора 2 и сигнальными входами блоков 10 и 11, в выход — с управляющим входом усилителя 4, сигнальный вход которого соединен с выходом сумматора 1, а выход через инвертор 8 — с первым сигнальным входом и непосредственно с — вторым сигнальным входом переключателя 6. Выход генератора 12 соединен непосредственно со счетным входом триггера 13, а через последовательно включенные элемент 16 и одновибратор 17 со вторыми входами элементов И 14 и 15. Прямой выход триггера 13 является первым выходом блока

7 и соединен с пеовым входом элемента И

14, выход которого является вторым выходом блока 7 и соединен с управляющим входом блока 10, а инверсный — с первым входом элемента И 15, выход которого явля1674163 ется третьим выходом блока 7 и соединен с управляющим входом блока ll1, Первый и втОрОй вхОДы сумматора 3 соединены с вы ходами блоков 10 и 11, а выход — с выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 12 формирует периодическую последовательность коротких импульсов с периодом следования Т. Импульсы с выхода генератора 12 гюступают на счетный вход триггера 13 и на вход элемента И 16.

Триггер 13 перебрасывается с каждым им. пульсом с выхода генератора 12; и на его прямом выходе, а также на первом входе элемента И 14 и на управляющих входах переключателей 5 и 6 формируется периодический импульсный сигнал, уровень которого соответствует "1", период следования равен 2Т, а скважность равна двум (фиг.2б), Сигнал на инверсном выходе триггера 13 и на первом входе элемента И 15 является логической инверсией сигнала на его прямом выходе, Одновременно импульсы с выхода генератора 12, проходя через элемент

16, осуществляющий их задержку на время гз =- 0,2 Т, поступают на вход одновибратора 17 (фиг,2в). Одновибратор 17 под действием поступающих на его вход коротких импульсов формирует импульсы длительностью т =0,67 (фиг,2г), которые поступают на вторые входы элементов И 14 и 15. В промежутки времени, когда уровень сигнала на прямом выходе триггера 13 соответствует

"1", импульсы с выхода одновибратора 1 7 проходят через элемент И 14 на управляющий вход блока 10 (фиг.2д), а в промежутки времени, когда уровень сигнала на прямом выходе триггера 13 соответствует "0" — через элемент И 15 на управляющий вход блока 11 (фиг,2е).

На первый вход устройства, первый вход сумматора 1 и первый сигнальный вход переключателя 5 поступает сигнал А (фиг,2ж). а на второй вход устройства, ВТорой вход сумматора 1 и второй сигнальный вход переключателя 5 — сигнал В (фиг.23). В сумматоре 1 постуг!Ившие на его входы сигналы складываются,. и суммарный сигнал

О1, определяемый равенством

0<- А+ В, . (1) с выхода сумматора 1 поступает на ахи усилителя 4.

В промежутки времени, когда сигнал на прямом выходе триггера 13 соответствует

"1", переключатели 5 и 6 под действием этого сигнала находятся в положении, изображенном на фиг,1, на первый вход сумматора 2 поступает с1лгнал А . первого входа устройства, а на третий — сигнал с выхода инвертора 8. На второй вход сумматора 2 поступает сигHBII U2 с 8I o Bblxopc!.

Сигнал 02 с выхода сумматора 2 посту1

5 пает также на сигнальные входы блоков 10 и 11 и через блок 9 на управляющий вход усилителя 4. Сигнал Ug на выходе блока 9 и ! управляющем входе усилителя 4 определится как

10 Ug =02 Kg, где Kg — коэффициент передачи блока 9.

Сигнал 0з на выходе усилителя 4 onpet деляется равенством и3 01 Кз, 15 где Кз — коэффициент усиления усилителя 4.

Коэффициент Кз связан с управляющим напряжением Ug уравнением

K3=So U9, l где So — крутизна регулировочной характе20 ристики усилителя 4.

Поэтому можно записать

03 = 01 $о 09

1 1 или ,03 = U) So 02 К9, l 1

25 Коэффициент Kg выбирается равным

1/So, поэтому сп !аведливо равенство

03 = О1 021 (2)

Сигнал 02 равен сумме входных сигна1 лов сумматора 2. Учитывая, что сигнал 0з

30 поступает на третий вход сумматора 2 через инвертор 8, получим U2 =А+02 — U3 (3) или

А=0з, 35 С учетом уравнений (1) и (2) можно запиА- (А+ В) 02 или

U = ",. ()

Таким образом, в промежутки времени, когда сигнал на первом выходе триггера 13 соответствует "1", сигнал U2 на выходе сумматора 2 и на сигнальных входах блоков 10

45 и 11 определяется уравнением (1) (фиг.2и).

В промежутки времени, когда сигнал на прямом выходе триггера 13 соответствует 0", переключатели 5 и 6 находятся в положении, противоположноМ, изображенному

50 на фиг.1. На первый входсумматора 2 поступает сигнал с второго входа устройства, а на третий — сигнал 03 с выхоДа усилителя 4.

П

На второй вход сумматора 2 поступает сигнал 02 с его выхода.

55 Сигнал 03 в соответствии с уравнени,1! ем (2) определится как

0 u102" . (5)

Сигнал 02 как сумма сигналов на входе сумматора 2 составит

1674163

U2 = B + Ug +0з .

Полученное уравнение можно записать в следующем виде

В =-0з .

Н

С учетом уравнений (1) и (4) получим

В = — (A+ В) Uzи или

Uz- (6)

Таким образом, в промежутки времени, когда сигнал на прямом выходе триггера 13 соответствует "0", сигнал Uz на выходе сумматора 2 и на сигнальных входах блоков

10 и 11 определяется уравнением (5) (фиг.2и).

Под действием управляющих импульсов, поступающих на управляющие входы блоков 10 и 11 с выходов элементов И 14 и

15, уровни сигналов Uz и 0р запоминаются блоками 10 и 11 соответственно. Таким образом, на выходах блоков 10 и 11, а следовательно, и на. нервом и втором входах сумматора 3 формируются постоянные сигналы с уровнями А/А+8 и — В/А+В соответственно. Эти сигналы суммируются в сумматоре 3. В результате суммирования на выходе сумматора 3 и выходе устройства формируется сигнал уровня — А-В/А+В.

Формула изобретения

1. Устройство для вычисления функции (А-В)/(A+B), содержащее последовательно соединенные первый сумматор, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления и инвертор, входы первого сумматора соединены с сигнальными входами устройства, второй сумматор, выход которого соединен с его первым входом, а второй вход второго сумматора подключен к выходу первого переключателя, сигнальные входы которого соединены с сигнальными входами устройства, второй переключатель и блок управления. первый выход которого подключен к управляющим входам первого и второго переключателей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 5 с целью повышения точности и быстродействия, в него введены масштабный блок, третий сумматор, первый и второй блоки выборки-хранения, управляющие входы которых подключены соответственно к второ10 му и третьему выходам блока управления, выход второго сумматора соединен с входами первого и второго блоков выборки-хранения и через масштабный блок с

15 управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, третий вход второго сумматора подключен к выходу второго переключателя, первый и второй сигнальные входы которого подключены со20 ответвенно к выходу и входу инвертора, выход третьего сумматора является выходом устройства, а входы третьего сумматора подключены соответственно к выходам первого и второго блоков выборки-хранения.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления содержит генератор тактовых импульсов, триггер счетный, вход которого соединен с выходом генера30 тора тактовых импульсов, а прямой выход является первым выходом блока управления, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, а

35 выходы являются соответственно вторым и третьим выходами блока управления, элемент задержки, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, и . одновибратор, вход которого соединен с вы40 ходом элемента задержки, а выход — с вторыми входами элементов И, 1674163

А г.

Составитель Л,Снимщикова

Редактор Л.Веселовская Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 2925 Тираж 368 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11I3035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101