Делительное устройство

 

Изобретение относится к вычислительной технике, конкретно к устройствам деления аналоговых электрических сигналов, и может быть использовано в устройствах обработки аналоговых сигналов. Целью изобретения является расширение области применения за счет возможности деления сигналов с произвольными знаками и различными соотношениями их абсолютных величин. Поставленная цель достигается за счет изменения связей между элементами устройства блоком сравнения 1, интеграторами 2 и 3 и выполнения ключевых элементов 4 и 5 в виде блоков умножения переменной на знаковую функцию . 5 ил. со ел ел х 00 Фиг.7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ию пг> (5D4 G06G7 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

108. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ . (21) 4004208/24-24 (22) 02.01.86 (46) 30.11.87. Бюл. № 44 (72) Ю,Е.Коняшин и Н.Т.Коняшина (53) 681.335 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 742964, кл. G 06 G 7/16, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1049926, кл. G 96 G 7/16, 1983. (54) ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике, конкретно к устройствам деления аналоговых электрических сигналов, и может быть использовано в устройствах обработки аналоговых сигналов. Целью изобретения является расширение области применения за счет возможности деления сигналов с произвольными знаками и различными соотношениями их абсолютных величин, Поставленная цель достигается за счет изменения связей между элементами устройства блоком сравнения 1, интеграторами 2 и 3 и выполнения ключевых элементов 4 и 5 в виде блоков умножения переменной на знаковую функцию. 5 ил, 1 при а т О, — 1 при а а О, 1 13559

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам деления аналоговых электрических сигналов, и может быть использовано в устройствах обработки аналоговых сигналов.

Цель изобретения — расширение области применения за счет возможности деления сигналов с произвольными зна- «О ками и различными соотношениями их абсолютных величин„

На фиг. 1 изображена блок-схема делительного устройства," на фиг.2-5 эпюды сигналов на входах блоков устройства для случаев соответственно

Х ) О и Y (О; Х (О и У < 0; Х (0 и У ) О; Х > 0 и 7 ) О.

Делительное устройство (фиг. 1) состоит из блока 1 сравнения, двух

20 интеграторов 2, 3 и двух ключевых элементов 4, 5.

Ключевые элементы 4 и 5 представляют собой блоки умножения переменной (сигнальный вход) на знаковую функцию (управляющий вход), т.е. ключевые элементы 4 и 5 имеют коэффициент передачи "+1", если на управляющем входе сигнал положительный„ и "-1", если сигнал на управляющем входе отрицательный.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени выходные сигналы интеграторов 2 и 3 равны нулю. На входы Х и Y устройства соответственно подаются сигналы делимого и делителя. На выходе блока 1 сравнения вырабатывается сигнал, амплитуда которого равна 1, а знак îпределяется знаком разности сигналов на первом и втором входах блока 1 сравнения.

Например, если Х ) О (фиг. 2), то в начальный момент времени положительный выходнок сигнал с выхода блока

Дб

1 сравнения поступает на сигнальный вход ключевого элемента 4 (эпюра 1, фиг. 2). Ключевой элемент 4 или пропускает этот сигнал без изменения, если сигнал на управляющем входе положительный, или инвертирует сигнал с выхода блока 1 сравнения, если сигнал ца управляющем входе отрицательный.

Например, если 7 (О, то единичный отрицательный сигнал с выхода ключевого элемента 4 (эпюра 2, фиг. 2) поступает на вход интегратора 3 и управляющий вход ключевого элемента

81 2

5. На сигнальный вход ключевого элемента 5 поступает сигнал-делитель с входа Y. Ключевой элемент 5 или пропускает сигнал-делитель с входа .У без изменения, если сигнал с выхода ключевого элемента 4 положительный, или инвертирует сигнал-делитель с входа,У, если сигнал с выхода ключевого элемента 4 отрицательный. В описанном примере отрицательный сигнал с выхода ключевого элемента 5 (эпюра 1, фиг. 2) поступает на вход интегратора 2 и интегрируется. В начальный момент времени знаки сигналов на входе и выходе интегратора 2 совпадают (эпюры 1, 3, фиг. 2).

Описанное состояние сохраняется до тех пор, пока сигнал на выходе интегратора 2, который поступает на второй вход блока 1 сравнения, не превысит сигнала-делимого. При этом на выходе блока 1 сравнения знак сигнала изменяется на противоположный, что приводит (в соответствии с описанным выше) к изменению знака сигнала на входе интегратора 2, т.е. к уменьшению сигнала на выходе интегратора 2, пока он снова не станет меньше сигнала-делимого на втором входе блока 1 сравнения, при этом знак сигнала на выходе блока 1 сравнения снова изменяется на противоположный и т.д. Таким образом, при заданных входных сигналах схема приходит в устойчивое состояние, причем сигнал на выходе интегратора 3, как показано, например на эпюре 3, фиг. 2, колеблется около истинного значения частного от,целения X/Y. Работу устройства можно описать выражениями:

R = 6gn(x-fR)x)dt); (I

v = 1 R sgn(x) de, где R — сигнал на выходе блока сравнения

spn — обозначение знаковой функции;

Х, Y — входные сигналы, U — выходной сигнал устройства.

До момента. времени Т,, как описано выше, знак сигнала на выходе бло-ка l сравнения не меняется, и для этого отрезка. времени можно записать:

1355981 (г) 1кхп fxf

Т1 Т

x+lY dt= +1 и и= реп Y(gt, о о где верхние знаки берутся при положительном начальном сигнале нижние—

5 при отрицательном. Из (2) имеем:

XgfYf Т .К = +1 и U=+sgn Y T, К, (3) где К и К вЂ” коэффициенты передачи

2 3 соответственно интеграторов 2 и 3.

Решая совместно (3) имеем:

Очевидно, ошибка результата деления может быть уменьшена, если значение результата деления снимать с выхода устройства не в любой момент времени, больший Т,, а только в момент равенства сигналов на входах блока 1 сравнения.

Формула и з о б р е т е н и я

Х 1

" = Г," Г = К Г - (4)

Кз

15 где К= —.

К2

Выражение (4) показывает, что после момента времени выходной сигнал

Х

U=К—

Y пропорционален частному от деления входных сигналов и знак его всегда совпадает со знаком этого частного. для любых сочетаний полярностей вход25 ных сигналов.

На фиг. 2-5 приведены эпюры работы делительного устройства для различных полярностей входных сигналов.

Второе слагаемое в выражении (4) характеризует погрешность делительндго устройства. Как описано ранее, после момента времени Т, на выходе устройства устанавливаются колебания, амплитуда которых, очевидно, также характеризуется величиной К/Y. Та- 35 ким образом, относительная ошибка результата деления равна

Делительное устр1йство, содержащее соединенные последовательно первый ключевой элемент, сигнальный вход которого является входом сигнала-делителя устройства, и первый интегратор, подключенный выходом к первому входу блока сравнения, второй вход которого является входом сигнала-делимого, а также соединенные последовательно второй ключевой элемент и второй интегратор, выход которого является выходом устройства, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения эа счет возможности деления сигналов с произвольными знаками и различными соотношениями их абсолютных величин, сигнальный вход второго ключевого элемента соединен с выходом блока сравнения, а управляющие входы первого и второго ключевых элементов соединены соответственно с выходом второго ключевого элемента и входом сигналаделителя устройства.

1355981

23 Й5670910 ill2914 репа

1 — щу Йчоде 5тщ равнения 1и калача

Я- иа 5ыиуи ключа Ф

3 — иа 3ын0 6 ут 0цсл1а

4 - лпшннпи vacate = -14.2$2 (реяиппг =+5Ю, ртпть =-47)

Фа8. 2

1355981 ! 2 д 4 5 б 7 8 У IР 11 12 IJ.1415 lb

Врюя

1 — на Юыкпое блока срайнения 1 и клюна 3

2 - нп дыкоуе клюю 4

3 — пп 3ыкпое усароися1а

4 - истнное vacm oe = IG.È2 (genome = — 199, уелип1ель =,-42) юг. Я

Вэ

С

«3 сз

С е

Ь

2

Время

1 — на йиоре Опека сраанения I u ключа 1

2 - на йиоуе клюи 4

D — нп быкп9е интегратора 2 и на йыкоде усароисч5а

4 - истинное аасщнпе = — 14.262 (еловое= -f99, уелитель -+42)

Фиг. 4

1355981 ф

1 ,ф

«Фц

% с Я

0Ъ

Ъ ф ъ

В)ЮАНЯ

1 — ю. Auxega 5лака в1ненаа1 а ключа Х

2- на 5ьиоуг ключа 4

3 — на Ьп е онвпратра 2 и íï 5ытр устройства

4 - УОБОни08 ч061пиОВ f4. ИГ (genunee + ЗК, юлшлель =+ 42)

Ф 5

Составитель Н.Фирсов

Редактор И.Рыбченко Техред A.Кравчук Корректор M.Ìàêñèèèøèíåö

Эаказ 5794/42 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4