Устройство для извлечения квадратного корня из суммы квадратов двух напряжений Советский патент 1983 года по МПК G06G7/20 

Изо етение относится к аналоговой вычислительной теэснике в автоматике ii может &тть испрльзовано в вычисли Tejp ньк моделирующих устройствах. Известно устройство среднеквадратич ного сложения, содержащее схему сравнения, коммутатор и сумматор .1 . Однако данное устройство не обладает достаточной точностью. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство среднеквадратичного слсякения, содержащее широтно-импульсный модулятор, четыре ключа, интегратор, инвертор и шесть резисторов, причем входные напряжения через соответствующие масштабные резис торы подключены к ЕЭС одам ключей, упра& ляюшие входы ключей - к выходу щиротно-импульсного модуз1ятора, выходы дазух ключей объединены с входом laifpoTHoимпульсного модулятора, выходы двух допблнительных ключей соединены с соответ ствующими Екодами иктегрируияцего усили теля, выход которого через дополнительнь1й масштабный резистор соединаи с входом щиротно-импупьсного модулятора и через инвертор и маеаггабные резисторы с входами дополнительных ключей. В данном устройстве для вычисления квадрагного корня из суммы квадратов двух напряжений формируется импульсный сигнал, среднее значение напряжения кото рого пропорционально квадратному корню из суммы квадратов входных напряжений: С2.3.., Известное устройство не обладает воэ мржностью определения корня квадратного из суммь квадратов вкодных напряжеНИИ противоположных знаков. Кроме того, ошибка и диапазон работы этого устройетва, в основном, завися от нелинейности работы широтно-импульсного л одуяятора. Цель изофетения - раЬпгарение о€пасТи применения за счег возможности обработки разнополярных ЕО ОДНЫХ напряжений. , . , . , - : Поставленная цель достигается теМ| что в устройство для извлечения квадра1 ного корня из суммь квадоатов двух напряжений, содержащее четире ключа и интегратор, причем вход интегратора соединен 6 выходом первого ключа, введены генератор тактовхлх импульсов, триггер, генератор эвспонещшвльно убыватсщего напряжения, дифференцирующая ,ЙС.-цепь, первая и вторая схемы сравнения, сумматор по модулю два и элемент И, причем выход генератора такто10962 вых импульсов соедивен с И1«}юрмационными входами генератора энспонёнциалЕ но убьшаюшего напряжения, триггера, дифференцирующей RC-цепи, первым входом сумматора по модулю два и первым входом элемента И, а пёрвь1й и второй выходы триггера соединены соответствекг но с упраВ11як)щими входами второго и третьего ключей, выходы которых обьединень и подключены кпервому входу первой схемы сравнения, второй входкоторой подключен к вькоду дифферешшруюоюй RG-цепи и сигнальному входу четвертр го ключа, выход первой схекол сравнения подключен к второму входу Ьумматора по модулю два, взыкрд которого соедв-; нен с управляющим рдом первого ключа,. сигнальный вход которого подключен к выходу генератора экспоневциалхяо у лэающего напряжейия ,входу второй сравнения, второй вход которой соединен с выходом ин тегратора, а выход второй схемы сравнения соедивен с эторьпл входом элеваента И, выход которого подключен к управляющему входу четвертого ключа, выход которого является выходом устройства. На фиг. .1 представлена Функхшональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграмма его напряжений. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 экспоненциально убывакмдехч) напряжения,триггер 3, дифферешшруюшую 4, ключи 5-8, интегратор 9, первую 1О и вторую 11 схемы сруавнения, сумматор 12 по мрпулю два и логический элемент И 13. . Устройство работает следующем образом. Входные напряжения U и Ш поступают на сигнальные входы второй) и третьего ютючей 5 и 6, управляемые импульс- . ными наряжениями, снимаемыми с первого и второго выходов триггера 3, KOTD рый делито мпульсный сигнал генератора 1 тактовых, импульсов на два. Поскольку выходы ключей 5 в 6 объединены между собой и управляющие .импульсные вапря- жёния этих кгаочей сдвинуты на , их выходным сигналом будет поочередное следование уровней напряжения и„ и Ц Ввиду того, что выход генератора 1 тактовых импульсов соединен Q вторым входом первой схемы 10 сравнения через дяффереврирующую Rt-цепь 4, на втором будет

,.Щ-, где Т - период следсваявя вмпупьсс генератвра Ij. - f Т - постоянная времени Rt--дели « 0,1,2,3,4...} UQ- амплигжшюе значение ш«шупьсо напряжения дифферешшртюшей RfC-деяи 4., При работе уотройства для нзнпече ния квадратного корня из суммы кшшр двух напряжений возможны четыре состояния Екодных нащяжений: , Jy О i ., Uj(0, , J4,0. Чс О Если и U« О, то с выхода первой схемы 1О сравнения снимается импульсная- последрва;теш нооть, длител ность нечепалЕ импульсов тоторой: . : -:--- : - ; -:i4- а даштельность , шпуашсов - tf ;0« -геп-. .: . : . . ;.; О . ,. Импульсы (щейь 1О сравне ВИЯ ntJCtynaioT на шод суммето ра 12 по модулю да&, вход крг рЬго соединен с выходом reHepaftopa 1 геактаяак импульсов. зпммагтор 12 по модулю два выоюлнябт логическую one дню . . . -- - : : / /ч-- А;-.В. ,;, ;. .- , - ....где В ёааавсимостй схт Врем1вии . .- -Ц, и.. если 0 t4-fen i Un 0, если -.ren- r-4t4T, u, если T t -renj +T, m«.(jQ 0, если -TBrtr T ti2T, Uo 31O153S6,4 входе этой схемы сравненияторое можно представить следующим импульсное напряжение, ко- ; образом ПТ V(гпИГГ и..в)(р-;::;-е«Р , если hTi U, есди , 0 , если , де U, - ймпнитуда вавгупьса. Для случая подожитёяьных аначеяйй JttifljftK напряжевдй Uxи Uj, логическое роизведение А В О, а . о, если O t -trKng 1 т«Jv О если t -rCn--- :Т, .° Е)едвими фронтами и срезами импуньсбв генврйтора 1 запускается гевератор 2 юя10йвнциаяьно убываюшего нап| жея8я, в «EffbpOM постояннеа 1фемеки в два раза 1 лвваше цютоятаой времени ЙЬ-чави 4 ( t -| и 1««лшитуда импульсов t О. BiiDcon геператора 2 акспоиенпиапьно убьфвюшего НЕвтрожения соединен с сиг«BaobHtin входом nejaaoro ключа 7, управЛ(емого. импульсами 12 по мооушо два. : В результате такого управления с выхода первого клю ча 7 снимаются ограниченные во . времени им1Пульсы генератора 2 экспоненпиально убывающего напряжения.Вольхекуяпная площадь nepBioro им1 ульса ключа 7 определяется вьфажением- rU л X С., -4 а вольтсекундная площадь второго шипуш са первого хточа 7 10 966 хода эгого интеграгора снимается уровень напряжения равный (,)-lo,e,p(-I), Уровень напряжения Уь поступает на второй вдсЬд второй схемы 11 сравнения в сравнивается. с экспоненциально убывающим напряжением генератора 2, которое поступает на первый вход второй схемы 11 сравнения. Момент сравнения

VI ))

Uo

-reh-2-tT

UQ

;

2U« 2

Поскольку выход первого ключа 7 соединен с выходом интегратора 9, с выопредепяется передним фронтом импушгсов второй схемы 11 сравнения.

В результате лозтического произведения импульсных сигаалов второй схемы 11 сравнения и генератора 1 тактовых импульсов, осуществляемого логическим элементом И 13, с выхода последнего с№1мается икшульсный сигнал

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕТ НИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ ИЗ СУМMtA КВАДРАТОВ ДВУХ НАГРЯЖЕНИЙ, содержащее четыре ключа и ивтегр кг, пртем вход ингегр - . jropa соединён с выходом первого ключа, . о г л и ч. а ю ш е ее я -тем, что, с целью расш1фения обпастн применения за счет возможности обработкн раанопояярвьак входных напряжений, в него введеtitt генератор тактоылх импульсов, триггер, генератор эяспонешшально убывающего р11апражения, дифферешируюшая RiL-uenb, первая и вторая схемы сравнения, Ьумматорпо модулю два к элемент И, выход ген штора тактовых импупьсов соединен с ивфо плаиионнымв входами генератора,, причем экспрйенпвально у&аве ющего папряжвйяя, триггера, двфферентар сшей РС-цепи, первым входом сумматора по модулю два и першим входом элемента И, а и второй выходы триггера соедивены .соолвететвенво с управлякхцими входами второго и третьего ключей, выходы, взотс рыхобье диневы и подключены к первому Ёосоду пе|шой схемы сравнения, второй вятд которой подключен к выходу д ффереш1йру 1 шeйRC-aeпи и сигнальнсяду входу четвертого ключа выход п юсА-схемыяравнения подключен, к второму входу сумматс ю по модулю два, выход которого соединен с управляишим входом первого ключа, сигнальный вход подключен к выходу генератора эвсповевпвально убывающего непряжения и первому входу второй схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом интегратора, а В3)1ход второй схемы сравнения соешгаен с втораым входом алемерта И, выход которого подключен к управляющему восоду О1 четвертого ключа, выход которого явсо со о ляется выходом устройства.

логического элемента И 13 управляют работой четвертого ключа 8., на сигнальный вход которого поступает ff И TffL.UV-TA . la r4t« « # M«4«ikrfV «« fm .1 r. напряжение ({{.t-aeara 4, измейякхиееся во времени по эхспоненинаоьному закону,

и„ехр(|)Л

Se

l())

Виду топэ, что

p(

«r of;ui).

8

в тальньосслучаях соотношения знаков входных напряжений волЫсекундная пло В результате такого управления с выхода четвертого ключа 8 сниммотся импульсы, Пиит - - . .«-4 огра1гаченные Во времени. Вольтсекундная площадь лаьосодного единичного импульса равна

10153968

шадь единичного импульса выходногоможносги производить измерение квадратсигнала устройства среднеквадратичногоного корня из. суммы |вадрвтов входных опожения равна значению согласно дйаграм-напряжений как одинаковых, гак и проме напряжений (фиг. 2).тивопопожных знаков и повышении точноТахнико-экономический эффект предяа- $сти аэроапектроразведки по методу дпингаемого устройства закгаочается в воз-ного кабеля.

лГ

(/.

11

t

L

fZ

/J

Вых,

s -X

Фиг:1