Частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня Советский патент 1983 года по МПК G06G7/20 

00 4 О СП Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть, использовано в схемах из мерения действующего значения сигнала и для линеаризации характеристик датчиков. Известны аналоговые устройства для извлечения квадратного корня, содержащие операционный усилитель и включенный в цепь его обратной связи квадратор l, . Недостатком таких устройств явля ется низкая точность, обусловленная ошибкой выполнения операции возве- дения в квадрат, и малый динамический диапазон. Наиболее близким к предлагаемому является частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня, содержащее пороговый элемент и подключенный ,к его выходу формирователь импульсов, а также последовательно соединенные источник преобразуемого сигнала, первый и второй интеграторы на операционном усилителе с резистором на входе и цараллельно соединенными конденсатором и разрядным ключом в цепи обратной связи, причем выход формирователя импульсов соединен с управляющими входами разрядных ключей 112 3. Недостатком известного устройства является низкая точность выполнения операции извлечения корня, что связа Но с погрешностью, определяемой временем разряда конденсаторов инте граторов.. Цель изобретения - повышение точп йости выполнения операции извлечения адратного -корня. 1 . Поставленная цель достигается тем, что в частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня., содержащее пороговый элемент, выход которого, являющийся выходом устройства, подключен к входу формирователя импульсов, последовательно соединенные источник преобразуемого сигнала, первый и второй интеграторы каждый из которых содержит операционный усилитель,.в цепь обратной связи которого параллельно включены Конденсатор и ключ, выход операционного ус лителя является выходом интегратора, а вход операционного усилителе -через соответствующий масштабный резистор подключен к входу интегратора, причем Выход формирователя импульсов соединен с управляющими входами ключей первого и второго интеграторов, введены два делителя напряжения и ал- , гебраический сумматор, причем -первый суммирующий вход алгебраического сумматора соединен с выходом первого интегратора, а выхода алгебраического сумматора подключен к входу порогово го элемента, входы первого и второгр интеграторов через первый и второй делители напряжения подключены соответственно к второму суммирующему и вычитающему входам алгебраического сумматора. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня содержит источник 1 преобразуемого сигнала, интеграторы 2 и 3, алгебраи чёский сумматор 4 пороговый эле-: мент 5, формирователь б импульсов, ключи 7 и 8, делители 9 и 10 напряже ния, операционные усилители 11.и 12, сумматор, конденсаторы 13 и 14 и масштабные резисторы 15 и 16. Частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного -корня работает следующим образом. При действии на выходе источника .1 преобразуемого сигнала напряжения и выходные сигналы первого 2 и второго 3 интеграторов изменяются в соответствии с уравнениями: и -Кз цаъ-к ц ; о . V - гlм lS KiЦ :at-i4кгK,01t, р о гДё k/j и ka - коэффициенты передачи первого и второго интеграторов соответственно. Выходное напряжение алгебраического сумматора 4 равно V-i44J. . где k и k - коэффициенты передачи первого 9 и второго 10 делителей напряжения соответственно. При достижении выходным напряжени ем элемента сравнения 4 напряжения переключения порогового элемента 5 Ц, последний переключается. В результате происходит запуск формирователя б. мпульсов сброса, замыкание первого 7 и второго.8 ключей, шунтирующих онденсаторы 13 и 14 интеграторов, возвращение последних в исходное остояние. Далее процесс периодичеси повторяется. Момент переключения порогового лемента 5 определяется из соотношеия «4 i .Ч ,4 . де t - время от начала процесса и.н тегрирования до момента переключения порогового элемента. Оно находится из решения последнео квадратного уравнения t -- - J +/ ni2ir5or Ч,а Kj- К|

Так как t-, О, то при Кк я- Р

К%

Период следования выходных импульсов равен- сумме времени интегрирования t,. и времени разряда tp

rivv-lfWf-,,.ip

Частота выходных.импульсов равна

Г

«fS:

Если выбрать

V-44;%- r

л

WMiik

то

о

т.е. частота следования выходных импульеОв строго пропорциональна квадратному корню из входного сигнала.

Технико-экономический эффект изообретения заключается в повышении 1ТОЧНОСТИ устройства.

ЧАСТОТНО-ИМПУДЬСНОК УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ/ содержащее пороговый элемент, выход которого, явлшощййся выходом устройства, подключен к входу формирователя импульсов, последовательно соединенные источник преобразуемого сигнала, первый и второй интеграторы, каждый из которых содержит операционный усилитель, в цепь обратной связи которого параллельно включены конденсатор и ключ, выход операционного усилителя является Выходом интегратора, а вход операционного усилителя через масштабный резистор подключен к входу интегратора, причем выход формирователя импульсов соединен с управляющими входами ключей первого и второго интеграторов ,-отличающееся тем, что, с целью повышения его точности, в него введены два делителя напряжения и алгебраический сумматор, причем первый суммирующий вход алгебраического сумматора соединен с выходом второго интегратора, а вы- je ход алгебраического сумматора подклю(Л чен к входу порогового элемента, входы первого-и второго интеграторов через первый и второй делители напря(жения подключены соответственно к второму суммирующему и вычитающему , S входам -алгебраического сумматора.