Die Erfindung gehört zur Analogrechentechnik und kann in Analog- und Hybridcomputern, Automatisierungs-, Messung- und Kommunikationseinrichtungen usw. verwendet werden.

Einer der Grundlagen der Multiplizierer-Dividierer ist ein Multiplizierer. Ein Dividierer wird entweder als einen „invertierten Multiplizierer" oder durch Ersetzen eines Summieren der Logarithmen durch ihre Subtrahieren in einer logarithmischen Einrichtung verwirklicht. Ein Multiplizierer mit Pulsbreitenmodulation erweist sich im Vergleich mit den Multipliziereren von anderen Bauarten als am meisten genauer. Die Multiplizierer mit Pulsbreitenmodulation erhalten als nichtlineare Elemente nur elektronische Schaltungseinrichtungen, die nach ihren Eigenschaften sich an idealen Schaltungseinrichtungen näheren. Die anderen nichtlinearen Elemente und die Elemente mit einer wechselnden Kennliniensteilheit, die in Multiplizierer von anderen Bauarten verwendet werden, führen zu den größeren Fehlern.

Es sind bereits Multiplizierer-Dividierer am Basis eines genaueres Multiplizierers mit Pulsbreitenmodulation, der einen Rechteckimpulsgenerator, einen Integrator, einen Komparator, einen elektronischen Schalter, einen Invertor und einen Demodulator einschließt, bekannt (Elektronische Analog- und Hybridrechner. H.Adler, G.Neidhold. VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, 1974, S 289)

Obwohl die Genauigkeit eines Multiplizierers mit Pulsbreitenmodulation hoch ist, ist die Genauigkeit eines Multiplizierer-Dividierers nicht groß genug. Die Genauigkeit wird je kleiner, desto kleiner der Nenner ist. Das ist die Folge der Tatsache, dass das Neunersignal in einem „invertierten Multiplizierer" als Rückkopplungsspannung dient. Es ist bekannt, dass eine Verkleinerung der Rückkopplungsspannung in einer Einrichtung mit einer geschlossenen Struktur und einer großen Verstärkung zu einem erhöhten Rauschen, Verzerrungen und Instabilität führt.

Folglich, hat der bekannte Multiplizierer mit Pulsbreitenmodulation große Fehler beim Dividieren.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Erhöhung der Genauigkeit beim Dividieren. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Schutzanspruchs gelöst.

Auf der 1 ist das Blockschaltbild des vorgeschlagenen Multiplizierer-Dividierers, auf der 2 Zeitdiagramme der Signale abgebildet.

Multiplizierer-Dividierer (MD) enthält einen Rechteckimpulsgenerator (1), einen Integrator (2), einen Komparator (3), ersten Schalter (4), einen Demodulator (5), ersten Invertor (6), zweiten Invertor (7) und zweiten Schalter (8), wobei

• – der Ausgang (9) des Generators (1) mit dem Steuereingang (10) des zweiten Schalters (8) verbunden ist,
• – ein Ausgangskontakt (16) des zweiten Schalters mit dem Eingang (17) des Integrators (2) verbunden ist,
• – der Ausgang (18) des Integrators (2) mit dem ersten Eingang (19) des Komparators (3) verbunden ist,
• – der zweite Eingang (20) des Komparators (3) mit dem ersten Eingang (21) des MD verbunden ist,
• – der Ausgang (22) des Komparators (3) mit dem Steuereingang (23) des Schalters (4) verbunden ist,
• – ein Kontakt (25) des Schalters (4) mit dem zweiten Eingang (24) MD und mit dem Eingang (26) des ersten Invertors (6) verbunden ist,
• – der Ausgang (27) des ersten Invertors (6) mit einem Kontakt (28) des ersten Schalters (4) verbunden ist,
• – der Ausgangskontakt (29) des ersten Schalters (4) mit dem Eingang (30) des Demodulators (5) verbunden ist,
• – der Ausgang (31) des Demodulators (5) mit dem Ausgang (32) des MD verbunden ist,
• – der dritte Eingang (11) des MD mit einem Eingangskontakt (13) des zweiten Schalters (8) und mit dem Eingang (12) des zweiten Invertors (7) verbunden ist,
• – der Ausgang (14) des zweiten Invertors (7) mit einem Eingangskontakt (15) des zweiten Schalters (8) verbunden ist.

Der vorgeschlagene Multipilzierer-Dividierer arbeitet folgendermaßen.

Der Generator (1) generiert einige bipolare Rechteckimpulse aq(t) mit der Amplitude a und Schwingungsdauer T (2A), die den Schalter (8) steuern. Die Kontakte (13) und (16) sind im Laufe einer positiven Halbperiode, die Kontakte (15) und (16) sind im Laufe einer negativen Halbperiode geschlossen. Die positive Eingangsspannung z = z(t) kommt zu dem Kontakt (13), seine Inversion zu dem Kontakt (15) des zweiten Schalters (8). Die Spannung z(t) ändert sich im Vergleich zu der Impulsspannung aq(t) langsam, folglich verwirklicht der Schalter (8) die Pulsamplitudenmodulation. Der Integrator (2) umwandelt die zweipolaren Rechteckimpulse z(t)q(t) (AIM-Signal, 2B) in die bipolaren Dreieckimpulse z(t)d(t) (2C) (Halbleiter- Schaltungstechnik. U.Tietze, Ch.Shenk. 11. Auflage, 1999, 5.289).

Die Spannung z(t)d(t) kommt an den ersten Eingang (19) des Komparators (3), und die langsam verändernde bipolare Spannung x = x(t) kommt an den zweiten Eingang (20) des Komparators (3). Die Signale auf dem Ausgang des Komparators (3) sind die bipolaren Impulse mit Pulsbreitenmodulation U_sm(t) (2D) mit der Amplitude U_S und Schwingungsdauer T = T₊ + T_-, wobei T₊ ist die Zeit, im Laufe welcher x(t) > z(t)d(t) und T_- ist die Zeit, im Laufe welcher x(t) < z(t)d(t). Auf diesem Grund ist die Spannung auf dem Ausgang des Komparators die gleiche, als auf die Eingänge des Komparators die Signale x(t)/z(t) und d(t) kämmten (wir bemerken, dass d(t) sind nicht modulierte Dreieckimpulse). Folglich, ist der Mittlerwert der Spannung auf dem Ausgang des Komparators der Größe x(t)/z(t) proportional (ibid. 5.287, 288).

Der Schalter (4) und der Invertor (6) abreiten analogisch den Schalter (8) und der Invertor (7), folglich kommen auf dem Eingang des Demodulators (5) Rechteckimpulse y(t)m(t) (2F), die sind sowohl auf Dauer (entsprechend x(t)/z(t) ) und auf Amplitude (entsprechend langsam veränderte Eingangsspannung y(t) ) moduliert. Darum ist die Ausgangsspannung des Demodulators proportional, und beim entsprechenden maßstabgerechten Ändern gleich der Größe x(t)y(t)/z(t) (ibid. S.287, 288).

Die vorgeschlagenen Veränderungen der Einrichtung eliminieren die Ursache der vergrößerten Fehler beim Dividieren. Die Struktur der Einrichtung und die Nomenklatur der Elemente der Einrichtung sind ähnlich der Struktur und der Nomenklatur der Elemente des bekannten am meisten genaueren Multiplizierer.