Многоканальное цифро-аналоговое множительное устройство

 

1.МНОГОКАНАЛЬНОЕ ЦИФРОАНАЛОГОВОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО,содержащее в каждом канале операционный усилитель,- в гепь обратной связи которого включе . первый масштабирующий резистор, и второй масштабирующий резистор, первый вывод которого соединен с аналоговым входом канала, а второй вывод - с сигнальнЕлм входом ключа, причем выход операционного усилителя является выходом канала, отличаюше.еся тем, что, сцелью упрощения устройства, оно со- j держ1:т в кaжлo т канале -элемент -ИЛИ, 1;нтегрируюц:ий конденсатор и группу из И элементов И (где ti - количество разрядов кода co нoжитeля канала) и общий для всех каналов генератор ортогональных сигналов, подключенный . выходами к первы входам элементов , , Г:группы каждого канала, соединенных вторьжи входами с входами соответётвующих разрядов кода сомножителя канала устройства., а выходами - с входами элемента 1ЛИ, подключенного выходом к управляющему входу ключа, соедиценногр выходом с входом .операт ционного усилителя .и через интегриРУ19ЩИЙ конденсатор - .с выходом операционного усилителя. 2. Устройство по П.1, о т л и -ч ак № е е с я тем, что генератор ортогональнмх сигналов содержит элементы ИЛИ-НЕ, триггерь: и генератор тактовых .импульсов, подключенный выходом к счетному входу первого триггера, соединенного инверсным выходом с пepвы : входом первого элемента .5 ИЛИ-НЕ, а прямым выходом -. со.счетт (Л ньтм входом второго триггера, подключенного инверсным выходом .ому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом - к второму входу первого элемента ИЛИ-НЕ и к счетному входу третьего триггера, соединенного инверсным выходом с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом - с третьим в.ходрм первого элемента ИЛИ-НЕ,вторым вхо4i дом второго элемента ИЛИ-НЕ и со :о :о счетным входом.четвертого триггера, подключенного инверсным вь-ходом к входу четвертого элемента- ИЛИ-НЕ, а 00 прямым выходом - к четвертому входу первого элемента ИЛИ-НЕ,. третьему 00 входу второго элемента ИЛИ-НЕ и к второму входу третьего элемента ИЛИ-НЕ, причем входы элементов ИЛИ-НЕ являются выходами генератора, ортогональных сигналов..

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1И д(51) G 06 3/00; G 06 G .7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (211 3411695/18-24 .(22) 24;03.82 (46) 23.10.83. Еюл. Р 39 (72) К.А. Кочкарев, Я;Д.. Зарецкий и H.I . Рассоха (71) Таганрогский радиотехнический институт ил ..В.,Ц. Каллыковаr (53) 681. 34 (088. 8) (56) 1. Автоматические гриборы,. регуляторы и вь1числительные системь, Сгравочное пособие. Л, "Каииностроение", 1976, с. 233-235.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 721837, кл 6 06.3 3/00, 1977.

3. Авторское свир:етельство СССР

I; 731445, кл..G 06 3 3/00, 1977 (про- тотип) . (54) (57) 1.(4НОРОКАНА)(ЬНОЕ 1(ИФРОАНА- . JIO1 OBOE ИНОЖИТЕ.ЦЬНОЕ УСТРОЙСТВО, со держащее в каждом канале операционный усилитель, в гель обратной связи которого включен первый масщтабирующий резистор, и второй маса.табирующий резистор, первый вь.вод которого соединен с аналоговым входом канала, а второй вывод — с сигнальным входом ключа, причем выход операционного усилителя является выходом канала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с. целью упрощения устройства, îíî содержит в каждом ка asе элемент ИХ И, интегрирующий конденсатор и группу

va q элементов и (где ll — количество разрядоц кода сомножителя канала) и общий для всех каналов генератор ортогональных сигналов, подключенный выходами к первыл входам элементов

И.групгь каждого канала, соединенных вторили rr::адами с входами соответствующих разрядов кода сомножителя канала устройства., а вьходами — с входами элемента HJ!H, подключенного вь;ходом к управляющему входу ключа, соединенного вьходом с входом опера-. ционного усилителя .и через интегрирующий конденсатор — .с выходом операционного усилителя.

2. устройство по п.1, î T л и ч а-. к rr е е с я тем, что генератор ортсгональнмх сигналов содержит элел".енть

ИЛИ- E, тркггерь-. и.генератор тактсвых импульсов, подключенньй вьходом к счетному входу первого триггера, соединенного инверсным вь1ходом с первь1л: входом первого элемента

Ф

I .ЛИ-НE а прямьм вь.ходом -.со.счет; ным входом второго триггера, подклк" ченного инверсньм вь1ходом к.первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, а ( прямым выходом — к второму входу первого элемента HJIH-HE и к счетному О входу третьего триггера, соединен.— ного инверсным выходом с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, а грямым выходом — с третьим входом первого элемента ИЛИ-НЕ,вторым вхорог второго элемента ИЛИ-НЕ и со счетным входом .четвертого триггера, годключенного инверсным вь-ходом к входу четвертого элемента.:JIH-НЕ, а прял.ым выходом — к четвертому входу первого элемента ИЛИ-НЕ,, третьему входу второго элемента HJIH †.ÍÅ и к второму входу третьего элемента

И):И-НЕ, причем входи элементов

ИЛИ-НЕ являются выходами генератора р ортогональных сигналов.

1049933

Изобретение относится к автоматике и вычислительной- технике и может найти применение, в частности, в качестве модели запорных и регулирующих органов (задвижек, вентилей,за" слонок и т.д.) в тренажерах для операторов технологических процессов.

Известно устройство для перемно-. жения цифрового и аналогового сигна-, лов, содержащее цифро-аналоговый преобразователь и аналоговЫй пере- 10 множитель, например, время-импульсного типа (1) .

Недостатком устройства является конструктивная сложность, обусловленная изменением двойного преобра- 15 зования информации (код-напряжениесерия импульсов) .

Известно также множительное устройство,содержащее регистр кода сомножителя, генератор ортогональных сигналов, ключи, триггеры, масштабные резисторы, операционный усилитель и блок нормализации С23.

Недостатком устройства также является конструктивная сложность реализации,обусловленная использованием большого количества ключей и резис pl торов, а также дополнительного аналого-цифрового преобразователя при перемножении цифровых сигналов на аналоговые, 30

Наиболее близким к изобретению является многоканальное цифро-аналоговое множительное устройство, содержащее в каждом канале операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включен первый масштабируюший резистор, ключи и три группы.масштабируюших резисторов, причем резисторы первой группы соединены первыми выводами с аналоговым входом канала,. 40 а вторыми выводами — с сигнальными входами соответствующих ключей и через соответствующие резисторы. второй группы — с входом операционного усилителя и первыми выводами резисторов третьей группы, подключенных вторыми выводами к выходам соответствующих ключей, причем выход операционного усилителя является выходом канала, а управляющие Входы ключей соединены с входами разрядов кода сомножителя канала, устройства (3) .

Недостатком известного устройства . является сложность технической реализации, обусловленная использованием ,большого количества ключей и масштабируюших резисторов в каждом канале перемножителя.

Цель изобретения — упрощение устройства. 60

С этой целью многоканальное цифроаналоговое множительное устройство, содержащее в каждом канале операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включен первый масштабирующий резистор, и второй масштабируюший резистор, первый вывод которого соединен с аналоговым входом канала, а второй вывод — с сигнальным входом ключа, причем выход операционного усилителя является выходом канала, содержит в каждом канале элемент ИЛИ, интегрирующий конденсатор и группу из И элементов И (где и — количество разрядов кода сомножителя канала) и общий для всех каналов генератор ортогональных сигналов, подключенный выходами к первым входам элементов И группы каждого канала, соединенных вторыми входами с входами соответствующих разрядов кода сомно>хителя канала устройства, а выходами — с входами элемента ИЛИ, подключенного выходом к управляющему входу ключа, соединенного выходом с входом операционного усилителя и через интегрирующий конденсатор — с выходом операционного усилителя.

При этом генератор ортогональных сигналов содержит элементы ИЛИ-НЕ, триггеры и генератор тактовых им-. пульсов, подключенный выходом к счетному входу первого триггера, соединенного инверсным выходом с первым.. входом первого элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом — со счетным входом второго триггера,, подключенного инверсным выходом к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом - к второму входу первого элемента ИЛИ-НЕ и к счетному входу третьего триггера, соединенного инверсным выходом с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом — с третьим входом первого элемента ИЛИ-НЕ, вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и со счетным входом четвертого триггера, подключенного инверсным выходом к входу четвертого элемента ИЛИ-НЕ, а прямым выходом — к четвертому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, третьему входу второго элемента ИЛИ-НЕ и к второму. входу третьего элемента ИЛИ-НЕ, причем выходы элементов ИЛИ-НЕ являются выходами генератора ортогональны сигналов.

На фиг. 1 изображена блок-схема многоканального цифро-аналогового мнох<ительного устройства;на фиг. 2 форма выходных сигналов генератора ортогональных сигналов; на фиг. 3 возможный вариант схемной реализации генератора ортогональных сигналов (для п =4).

Л1ногоканальное цифро-аналоговое множительное устройство содержит в каждом канале 1 (на фиг. 1 представлены два канала) операционный усилитель 2 первый и второй масштабирующие резисторы 3 и 4, интегрирующий конденсатор 5; ключ 6, элемент ИЛИ 7

1049933 и группу из П элементов И 8 » где и количество разрядов, кода сомножителя канала1 и, кроме того, содержит общий для всех каналов генератор 9 ортогональных сигналов. В цепь обратной связи усилителя 2 (между его 5 входом и выходом ) включены параллельно резистор 4 и конденсатор 5. Резистор 3 соединен первым выводом с аналоговым входомканала,а вторым выводом — с сигнальным входом ключа 10

6, подключенного выходом к входу суммирования усилителя 2, а управляющим входом — к выходам элементов И 8 группы, первые входы которых соединены с выходами генератора 9 ортого- 15 нальных сигналов, а вторые входы— с входами соответствующих разрядов кода сомножителя канала. Выход операционного усилителя 2 является выходом канала. Генератор 9 формирует на своих выходах систему ортогональных напряжений 1, 12, ... 1. ...-1д (фиг. 2) вида

Я ""-< Я"-» 1 25

1, если 1 б ."р ..

7 „к, 7

О, в остальных случаях где 1 — аргумент (время);

Т вЂ” период следования.

Генератор 9 может быть выполнен, например, содержащим (для и =4,фиг.3) генератор 10 тактовых импульсов, . триггеры 11 — 14 и элементы ИЛИ-НЕ 15 — 18. Выход генератора 10 подклю35 чен к счетному входу первого триггера

11,.соединенного инверсным выходом с первым входом первого элемента ИЛИНЕ 15, а прямым выходом — со счетным входом второго триггера 12. Триггер 40

12 подключен инверсным выходом к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ

16, а прямым выходом — к второму,входу элемента ИЛИ-НЕ 15 и к счетному входу третьего триггера 13, Триггер 45

13 соединен инверсным выходок с,первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ

17, а прямым выходом — с третьим выходом элемента ИЛИ-НЕ 15, вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 16 и со счетным входом четввртого триггера 14. Триггер 14 подключен инверсным выходом к входу четвертого элемента ИЛИ-НЕ 18 (используемого дия выравнивания заржек) а прямым выходом — к четвер 55 тому входу элемента ИЛИ-НЕ 15, третьему входу элемента ИЛИ-HE 16 и., второму входу элемента ИЛИ-НЕ 17.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 9 вырабатывает сигналы которые подаются на входы элементов И 8 во все каналы

1 (перемножения), на другие входы тех же элементов И 8 подаются соответствующие разряды кодов сомножителей x . Среднее значение за период Т для любого, сигнала fx на вь.ходе генератора 9, как видно из фиг ° 2, равно

Т f „(». ) Д». = P . г-"

» о где Е „ — амплитуда сигналов. а выходе любого эиемента ИЛИ 7, например, в 1 -м канале 1 (перемножения) сигнал имеет вид

6ЫХ )q q Х» 1 +,„+Х где Х, х > q ... X» д — двоичные разряды сомножителя Х . Входная проводимость ф (Ц канала зависит от положения ключа 6 (»1 ) С,если U Вых 1 4 0

3 Lp,ecëè»»оцуп =p где 6 — проводимость резистора 3:

U ö„, — напряжение на выходе элемен-, та ИЛИ 7, поэтому ф;(Ц = — (х;„1„+.„+ x;„()

Операционные усилители 2 совместно с. резистора;;и 4 и конденсатораки 5 представляют собой апериодические звенья и усредняют выходное напряжение, поэтому (считая, что сигналы на аналоговом входе -го канала на интервале времени Т изменяются незначительно), получаем у,K(x) 7 tx, q ... x,âg 1 х где К вЂ” коэффициент пропорциональности. Таким. образом, при медленных изменениях сигналов Х 1 и У на выходе усилителя 2 среднее значение сигналов пропорционально произведению Х» Х3

Из сравнения предлагаемого устройства и известного следует, что введение в структуру генератора 9 ортогональных сигналов., общего для всех каналов, позволяет значительно сократить количество используемых в каждом канале (перемножения ) ключей и масштабирующих резистров. Результатом этого является общее упрощение конструктивной реализации многоканального цифро-аналогового множительного устройства. Положительный эффект наиболее явно проявляется при большом . числе каналов (перемножения), что характерно, например, в тренажерах, где число перемножения составляет десятки и сотни.

1049933

Qruz.l

1049933

Составитель С. Казинов

Редактор О. Бугир Текред И.Гергель Корректор Г.Решетник аказ 8428/47 . Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыТий шская наб. д.4/5

113035, kосква, )li 35, Рау

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