Квадратор Советский патент 1983 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоиатике. Известен квадратор, содержащий основной канал преобразования инфор мации и канал коррекции погрешности включанвдйё- в себя cyNowiaTOpb), источ Ники опорных напряжений, диодные эл |Менты и резисторы Щ . Недостатком такогоквадратора яв ется наличие скачков сигнала на выходе сумматора в канале коррекции, ;что приводит к появлению динамических погрешности преобразования. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является квадратор, содержащий сумматор, пер вый вход которого является входом квадратора, а остальные входы соеди нены с первыми выходами, связанных между собой пороговых элементов,, подключенных первыми входами к выхо ду блока вьщеления модуля, подключенного к входу устройства, а вторы ми входами - к выходу блока опреде ления знака, подключенного к входу устройства, выход сумматора через квадратирующий блок соединен с пер,вьзм входом выходного сумматора, второй, третий, четвертый входы кот рого соединены соответственно с вто рыми выходами пороговых элементов, пятый, шестой, седьмой выходы - с в ходами управля-емых ключей, управляю щие входы которых подключены к трет им выходам .соответствующих пороговых элементов, а сигнальные входы через блок умножения на.±1, управле ние которым осуществляется от блока определения знака, подключенного к входу квадратора, соединены с выходом сумматора pj . . Н-едостатком известного квадратор является ступенчатое изменение сигнала на выходе первого сумматора. При ограниченном быстродействии последнего это приводит к возникновению динамических, погрешностей. Целью изобретения является повышение динамической.точности работы квадратора. Поставленная цель достигается тем, что квадратор, содержащий входной сумматор, три входа которого соединены с первыми выходами трех пороговых элементов, подключенных входами соответственно к выходам блока вьщеления модуля и блока определения знака входного сигнала, квад рирующий блок, вход которого соединен с выходом входного сумматора и с информационньм входом блока умножения на знаковую функцию, а выход подключен к первому входу выходного сумматора, в торой, третий, и четверты входы которого соединены с вторьоии выходами соответствующих пороговых элементов, пятый, шестой и седьмой входы - с сигнальными выходами трех управляемьпс ключей, а выход являетеri выходом квадратора, сигнальные входы управляемых ключей объединены и подключены к выходу блока умножения / ра знаковую функцию, а их управляюЙ1ие входы подключены к третьим выходам соответствующих пороговых элементов , содержит дополнительный блок умножения на знаковую функцию и блок управления, первый вход которого соединен с выходом блока определения знака входного сигнала,второй,третий и четвертый входы подключены к третьим выходам соответствующих пороговых элементов, а первый и второй выходу - к управляквдим входам соответственно основного и дополнительного блоков умножения на знаковую функцию, выход дополнительного блока умножения на знаковую функцию соединен с четвертым входом входного сумматора, а его вход является входом квадратора. Кроме того,блок управления содержит последовательно включенные элемент ИЛИ-НЕ, двухвходовой элемент ИЛИ и элемент сравнения, выход которого и выход элемента ИЛИ являются соответственно первым и вторым входами блокаj другой вход элемента сравнения является его первым входом, а три входа элемента ИЛИ-НЕ, второй из которых соединен с другим входом двухвходового элемента ИЛИ, являются соответственно вторым, третьим и четвертым входами блока управления. На фиг. 1 приведена срукхурная схема квадратора; на фиг. 2 - временные диагрс;ммы, поясняющие работу предлагаемого устройства в сравнении с известным. Квадратор содержит входной сумматор 1, блок 2 выделения модуля входного сигнала, блок 3 определения знака входного сигнала, квадратирующий блок 4, пороговые элементы 5-7, блок 8 умножения на знаковую функцию, управляемые ключи 9-11, выходной сумматор 12, дополнительный блок 13 умножения на знаковую функцию и блок 14 управления. Причем один вход сумматора 1 через дополнительный блок 13 умножения на знаковую функцию, управляющий вход которого связан с первым входом блока 14 управления, связан с входом квадратора, а остальные входы соединения с первыми выходами пороговых элементов 5-7, подключенных первыми входами к выходу блока 2 выделения модуля, подключенного к входу устройства, а вторыми входами - к выходу блока 3 определения знака, также подключенногок входу устройства, вькод сумматора через квадратирующий блок 4 соединен с первым входом сумматора 12, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с вторьлми выходами пороговых элементов 5-7, пятый и седьмой входы - с сигнальными выхо дами управляемых ключей 9-11, управ ляющие входал которых подключены к третьим выходам соответствующих.. пороговых элементов 5-7, а сигнальные входы через блок 8 умножения на знаковую функцию соединен, с вто рым выходом блока 14 управления, входы которого соединены с третьими (в.ыходами пороговых элементов 5-7 и выходом блока 3 определения знака входного сигнала. Блок 14 управлени содержит элемент ИЛИ-йЕ 15, двухвходовой элемент ИЛИ 16 и элемент 17 сравнения. Квадратор работает следующим.образом.., Входной си гнал X подается на вхсэды блока 3 определения знака входного сигнала, блока 13 умножения сигнала на знаковую функцию и через блок 2 выделения модуля па входы порого1эых элементов 5-7. Сработавший пороговы элемент формирует с необходимым зна ком сигнсш, пропорциональный знач.ен опорной точки Х| , сигнал пропорциональный значению Xj , а также входной сигнал для блока 14 управления и для управления соответствующим i -ым управляемым ключом. Сигнал X, подается на вхсад сумма тора 1, где вычитается (алгебраичес ки суммируется) из выходного сигнал блока 13. На выходе сумматора 1 формируется сигнал Х,-КДи,,Х-Х,; который подается на вход блока 8, а также через квадратирующий блок 4 на вход выходного сумматора 12 (Щ коэффициент передачи сумма тора ;К, коэффициент передачи входного блока 13 умножения на знаковую функцию). На выходе блока 8 формируется си нал где К4 - кэффициент передачи блока умножения на знаковую функцию. хНа выходе квадратируквдего блока действует сигнал ;,,X-X;f, где К - коэффициент передачи квадр тирующего блока 4. Сигнал Ха через соответствующий управляемый ключ 9-11 подается на вход выходного сумматора 12, Таким образом, на выходе сумматора 12 фор мируется сигнал гVlx-K4k:jU зX-xЛ+ ;U0kДk,,x-XiV «« где К - коэффициент передачи -fo управляемого ключа; Kj2 - коэффициент передачи сумматора 12 для сигнала Х| . Если выбрать коэффициенты передачи равными Ktz.- 1 «4 К ТО выражение для входного сигнала записывается в виде ХВЫУ - (Vi.X-Xif VJ82X;(W,VX-Xi) . хЦ. в случае на выходе блрка 3 определения знака входного сигнала устанавливается сигнал, соответствую щий единице. При 1x1 . Xni на управляющих выходах пороговых эле- ментов сигналы соответствуют нулю, ключи 9-11 закрыты (Хц; - пороги срабатывания соответствующих пороговых элементов 5-7). На первом выходе блока 14 управления, связанном с управлякяцим входом дополнительного блока 13 умножения на знаковую функцию, устанавливается такой, сигнал, что коэффициент передачи блока 13 (К ) равен единице. При срабатывании первого порогового элемента 5 (Xj,:fxf ;Х,Хпз) а его управляющем выходе устанавливается единица, на других выходах формируются опорные сигналы, пропорцио7 нальные +У. и Х . Управляемый ключ 9 открывается, на выходах блока 14 устанавливают такие сигналы, что коэффициенты (Kg и К ) передачи основного и дополнительного блоков 8 и 13 становятся равными минус единице. Соотношение для выходно1:о сигнала принимает вид. (-х+х, ) -2Х (-x-x)4- ,. где К 1/К1К| . При -срабатывании второго порогового элемента 6 (Х|л. Хп2 (х/ Xj ) на его выходах формируются сигналы -Х2, х| , на управляющем выходе устанавливается единица. Управляемый ключ 10 открьшается, на выходах блока 14 управления устанавливаются такие сигналы, что при этом , Kj, 1. Соотношение для выходного сигнала записывается 4b,,U-X,.kX. . Значение опорных и упра;вляющих сигналов пороговых элементов 5-7, а также коэффициентов Kg при различных значениях входной величины X сведены в таблицу. Из соотнсхиений для выходного сиг:нала устройства с учетом приведенной таблицы следует, что при любом зна чении X на выходе устройства реали- , зуется квадратичная функция. Функциональная схема блока 14 управления для случая 4 та, 3 может, например, иметь вид изображен ный на фиг. 1. Временные диаграммы (Фиг. 2) поясняют прирцип действия предлагаоло го квадратора в сравнении с известным. . При входнсни сигнале Хр K-t для известного устройства сигнал на выходе первого сумматора может быть записан 4bixH-K{2 sinot-ig,-n9wtt...,ncot 5 а для предлагаемого квадраторасигнал на выходе cj MaTopa 1 записывается в виде |Xg,,(.ibl | |: siiiwt- S n3wfc+...+ анализа приведенных соотношений следует, что в разложении (2) отсутствуют чётные гармоники сигнала, а ряд (2) сходится быстрее, чем ряд (1) и, следовательно, для данного разложения в большей степени, чем для ряда (1) ослаблено влияние высо-. кочастотных гармоник, например, для ряиаа (2) 3-й гармоники ослаблено в 2/з1 раз по сравнению с рядом (1), а 2-я гармоника вообще отсутствует и т.д. Аналогичные резуль- аты могут быть получены для случая преобразования гладких входных сигналов произвольной формы. Таким, образсяи структура квадратора позволяет снизить требования к полосе пропускания функциональных блоков квадратора, а также уменьшить динамические погрешности преобразования.

|

esi

время

1. КВАДРАТОР, содержащий входной сумматор три входа которого; соединены с первыми выходамитрех пороговых элементов, подключенных входами сор±ветственно к выходам блоков выделения модуля и блока определения знака входного сигнала, квадрирующий блок,вход которого соединен с выходом входного сумматора и с информационным входом блока умножения на знаковую функцию, а выход подключен к первому входу выходного сумматора, второй, третий и четвертый входы которого соединены с вторыми выходами соответствующих пороговых элементов, пятый., шестой и седьмой входы - с сигнальными выходами трех управляемых ключей, а Btan ход является выходом квадратора сиг нальные входы управляемых ключей объединены и подключены к выходу блока умножения на знаковую функцию а ИХ управляющие входаа подключены к третьим выходам соответствукядих пороговых элементов, отличающийся тем, что, с целью повыше- . НИН динамической точности его работы, он содержит дополнительный блок умножения на знаковую функцию и блок управления, первый вход которого .соединен с выходом блока определения знака входного,сигнала, второй, третий и четвертый входы подключены к третьим выходам соответствующих пороговых элементов, а первый и второй выходы - к управляющим входам соответственно основного и дополнительного блоков ь ноженйя на знако§ вую функцию/ выход дополнительного блока умножения на знаковую функцию (Л соединен с четвертым входом входного сумматора, а его вход является входом квадратора. 2. Квадратор по п.1, от л ичающййся тал, что в нетл блок управления содержит пocлeдoщaтeльнc включенные.элемент ИЛИ-НЕ , двухвходной элемент ИЛИ и элемент сравнения, выход которого и выход У1 ИЛИ являются соответственно первым :о и вторым выходами блока, другой элемента сравнения являетсяего первым входом, а три входа элемента ИЛИ-НЕ, вторрй из которых соедин(ен с другим входом двухвходоЕого элемента i:n ИЛИ, являются соответственно вторым третьим и четвертым входами блока управления.

sll is|

III

BpfHft