Патент ссср 402879
О П И С А Н И Е 402879
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических, Республин
Зависимое от авт. свидетельства ¹.Ч. Кл, G 06@ 7t18
Заявлено 09.Х11.1971 (№ 1723281/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 19.Х.1973. Бюллетень ¹ 42
Дата опубликования описания 25.III.1974
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изаоретений и открытий
УДК 681.335.7(088.8) Авторы изобретения Г. Е. Пухов, В. Ф. Евдокимов, Н. П. Тимошенко и Н. Ю. Пивень
Заявитель
Институт электродинамики АН Украинской ССР
МНОГОРАЗРЯДНЫЙ СУММАТОР-И НТЕГPATOP
Изобретене относится к области вычислительной техники.
Известны многоразрядные сумматоры-интеграторы, содержащие и операционных усилителей с конденсаторами в цепях обратной связи, ключи и (n — 1) блоков переноса, по два выхода которых соед!и!епы соответственно со входами операционных усилителей данного и следующего разрядов.
Известные устройства недостаточно точны.
Предложенное устройство отличается тем, что содержит группу матриц из зашунтирован пых ключами конденсаторов, и горизонтальных шин которых соединены между собой и подключены ко входам соответствующих операцио!!!!Ых усили елы1, а Вер !!кальн! !е пп!1п подключены через ключи к входным разрядньв! шинам и присоединены ко входам блоков переноса.
Это позволило повысить точность устройства.
На чертеже приведен вариант схемы устройства для случая реализации операции суммирования и интегрирования над тремя трехразрядными функциями времени.
Оно состоит из матриц 1 — 3 конденсаторов
С,, (где индекс i определяет принадлежность конденсатора матрице, а индекс j — принадлежность конденсатора диагонали матрицы), ключей 4 и 5, усилителей постоянного тока 6 и блоков переноса 7.
Устройство работает следующим образом, Интегрируемые функции времени Ul, U3, U3 в каждый момент представляются соответственно векторами напряжений:
О! —.(U„U„U,.), Ь2 — — (С я Ь о - фя)з
U (з!UssUss).
Компоненты векторов пропорциональны значениям соответствующих разрядов чисел (для рассмотрения принципа работы устройства выбрано, что интегрируемые функции представле!!ы ремя разр5!д !3!!!) .
В момент времени t=0, т. е. па первом шаге интегрирования, па входы устройства поступают вектора напряжений:
Ul — (Ы1 !24 !3)) - 2: (- 21 1221/23), 20
03 —— (U3IU32U33).
При открытых ключах 4 и закрытых ключах 5 па выходах устройства появляется вектор напряжений:
Ы) = (UolUooUo3) = (U! 1Л U3 ) =(У!!У!Ю!3 +
+ (б 3!(Ы133) + (U31U32U33). !,! .! !
Умножение вектора Uo! nà At дает прибли30 женное значение и!!теграла суммы интегрируемых функций па первом шаге. В момент вре402879
m 3
j=1 n=l б: мени Il ключи 4 закрываются, а ключи 5 ol крыва1отся. При этом происходит разряд конденсаторов матриц 1 — 3, однако напряжения па выходах устройства не изменяются. В момепт времени t=t> ключи 4 опять открываются, а ключи 5 закрываются. На входы устрой3 2 2 ства поступают векторы Ui, U2 и U3, соответствующие значениям входных функций на втором шаге интегрирования. На выходах устройства появляется вектор напряжения
Um == Uu + U2 + U3 °
Умножение вектора UII на Л/ даст приближенное значение интеграла суммы функций на первом 11 втором шаге интегрирования.
Таким образом, интеграл суммы трех функций на и шагах интегрирования определяется выражением: где т — количество шагов интегрирования, ht — шаг интегрирования, который в общем случае может оыть и многоразрядным.
Выбор числа разрядов шага интегрирования определяется, с одной стороны, разрядностью представления входных интегрирующих функций, а с другой стороны — удобствами тактирования работы устройства и упрощением его схемы. Для случая представления интегрируемых функций тремя разрядами он может достигать только трехразрядного числа, т. е.
Л1=Л41 Л12 Л13. Лучше всего шаг интегрирования Л1 выбирать таким, чтобы значащая цифра была в одном из разрядов, например, Л11, а Л4=Лt=0. Это облегчает управление ключами 4 и 5 и упрощает схему устройства, так как матрицы конденсаторов 1 — 3 при этом становятся квадратными и диагональными.
Если величины емкостей конденсаторных матриц 1 — 3 удовлетворяют соотношениям
С;1-Л 1> Сгз-Л4> С;3-Л4 (где i — помер матрицы), работа устройства в точности описывается выражением (1), т. е. устройство выполняет операци1о интегрирования суммы трех функций по методу прямо5 угольников с умножением их на единичные коэффициенты.
Для того, чтобы получить устройство, выполняющее операцию интегрирования суммы функций с умножением их на коэффициенты, 1р отличные от единицы, необходимо предварительно умножить вели>1ины aIIIx коэффициентов па шаг интегрирования и емкости конденсаторных матриц выбиратl> lipoiiopll iioli3,÷üíûмн разрядам этого произведения. Работа уст15 ройства в этом случае будет описываться таким выражением:
>п 3
Uo ——,«1 (И.а„)О„, (2)
j=l n=1
21 где т — количество шагов интегрирования, Л/ — шаг интегрирования, а„— величина постоянного коэффициента, на которую умножается функция.
Блоки переноса 7 осуществляют в схеме
25 >1ежразрядпый перенос с одновременным снятием заряда с конденсатора в обратную связь того усилителя 6, из которого возник перенос.
Предмет изобретения
Зр Многоразрядный сумм атор-интегратор, содержащий и операционных усилителей с конденсаторами в цепях обратнои связи, кл1очи и (n — 1) блоков переноса, по два выхода которых соединены соответственно со входами опеЗ5 рационных усилителей данного и следующего разрядов, отличающийся тем, что, с целью 110 вышения точности, он содержит группу матриц из зашунтированных ключами конденсаторов, и горизонтальных шпн ко1орых соединены
4р между собой и подключены «о входам соответствующих операционных усилителей, а вертикальные шины подключены через ключи к входным разрядным шинам и присоединены ко входам блоков переноса.
402879
1 1
Й 11 V12 115
,Vs1 VgZ 4 1
1 1; 2 (21 22 251 (0CT 1BIITC1il> А. М;3C,tlOI3
1 рс:! Т. Миронова
I(t3i ректор Л. Орлова
Рс.3!ос!оp Е. Семанова
Подписное
Типогр3!фия, ир. Ситнова, "
За!сил э"4 5 1.1зд.. л 104 Тираж 617
ЦНИИП11 I осадBpcs!It!!l!o! t3 Ict!3!Baei;t Совета .i1ииистро33 CCCI
I!0 i t .т л и и . 30 Г р с т е и и ! I! Отк1) ы т и 1!
31оскв!3, 4(-15, 1 1!уl!!cK;lll илб., д. 4,5
