При МНОГИХ исследованиях или расчетах необходимо определять с высокой точностью значения корня квадратного из суммы квадратов ограниченного числа заданных величин. Так, например, при определении модуля вектора в некоторых исследованиях необходимо производить такую математическую операцию по результатам трех его составляющих с точностью выше 0,01%.
Известные способы определения значения корня квадратного из суммы квадратов заданных величин или не обеспечивают достаточной точности, или же сложны по своей конструкции.
Предлагаемый способ и устройство для определения значения
V R 1/ Е ;у не имеют этих недостатков. Для осуществления этого
способа требуется один квадратирующий элемент для возведения в квадрат всех входных величин и для извлечения корня квадратного из суммы квадратов этих величин. Применение усилителей переменного тока значительно упрощает схему.
С целью упрощения устройства иа вход квадратирующего элемента подают в течение некоторого промежутка времени электрические импульсы, пропорциональные но амплитуде заданным величинам, а затем в течение такого же промежутка времени-одинаковые по амплитуде импульсы той же длительности, изменяют амплитуду, этих одинаковых импульсов до тех пор, пока она не будет равна среднему значению ампли№ 120952
туды первой серии импульсов, и по напряжению на выходе квадратируютцего элемента определяют результат вычислений. Чтобы определить равенство среднего значения амплитуды первой серии импзльсов, амплитуде одинаковых импульсов, е рассматриваемом устройстве применен фильтр, настроенный на частоту, период которой равен суммарному времени прохождения импульсов, а для автоматической установки необходимой амплитуды серии одинаковых импульсов выход квадратирующего элемента соединен через фильтр, усилитель и распределительные цепи с его входом. При этом обеспечение одинаковой длительности импульсов достигатся включением прерывателя во входную цепь «вадратирующего элемента, замыкающего электрическую цепь на время, меньшее чем время включения источников, подающих сигналы, пропорциональные заданным величинам.
Сущность предлагаемого метода иллюстрируется схемой, приведенной на фиг. 1.
Напряжения LJI, V . . . . и„, соответственно пропорциональные заданным величинам, подаются к клеммам переключателя /. Последовательно во времени эти напряжения через ключ 2, находящийся в положении 3, подаются через прерыватель 4 к специальному квадратирующему элементу ,5. Этот элемент обеспечивает преобразование амплитуды подаваелшго к нему напряжения в выходной сигнал, пропорциональный, с необходимой точностью, квадрату подведенного напряжения. Напряжение V, выражающее результат операции, подается к указанному квадратирующему элементу также через прерыватель 4 при нахождении ключа 2 в положение 6.
Работа всех коммутируюпшх элементов-ключа 2, переключателя / и прерывателя 4 синхронизирована. В связи с этим ключ 2 находится в Положении 3 в течение некоторого времени TI до тех пор, пока переключатель / последовательно во времени не подключит каждую из его клемм в цепь квадратирующего элемента. После подключения какой-либо из этих клемм прерыватель 4 замыкается и находится в замкнутом положении определенное время т, меньщее, чем наименьшее время подключения указанных . Такой характер работы коммутирующих элементов обеспечивает прохождение в течение времени TI последовательности импульсов через квадратирующий элемент, .как это показано на фиг. 2. После перехода переключателя в положение 6 в результате работы прерывателя через квадратирующий элемент проходят серии импульсов, имеющих ту же длительность т и одинаковую амплитуду напряжения V. Эти серии импульсов проходят в течение вре.мени нахождения переключателя в положении II, обозначенного на фиг. 2 как время Т. ЕсЛИ , то как показывает гармонический анализ, при равенстве средних значений расс1матриваемык серий и последовательности импульсов на выходе квадратируюн,его элемеггга, напряжения частоть( j- - будет отсутствовать. При
неравенстве рассматриваемых средних значений Импульсов и их последовательности йа выходе квадратирующего элемента можпо выделить напряжение, частоты, амп.титуда которого пропорциональна разности этих средних значений, а фаза зависит от того, какое из казаппых значений больще.
В связи с этим при отсутствии напряжения частоты / «а выходе Квадратируюп1его элемента можно написать следующее очевидное равенство, выражающее равенство средних значений серии и последовательности ИМПУЛЬСОВ: «.т /2 т ij + u:,j .... где л-число импульсов в серии. Равенство (1) можно Переписать в виде:
U, -i-Ul . . . . ,(2)
где К
Таким образом, при использовании рассмотренных системы коммутации и схемы включения квадратируюшего элемента можно произвести заданную математическую операцию, подбирая напряжение Г до тех пор, пока «а Быходе квадратирующего элемента не исчезнет составляющая напряжения рассчитанной частоты. Подбор необходимого напряжения V может быть обеспечен и автоматически схемой, приведенной в правой части фиг. 1. В эту схему входит фильтр 7, настроенный на частоту /, усилитель 8 и выпрямитель 9. С фильтра снимается сигнал частоты / и после усиления и выпрямления подается к квадратирующе.му элементу, с которЬго снимается сигнал на фильтр. Такая схема при достаточном коэффициенте усиления усилителя обеспечивает создание глубокой отрицательной обратной связи и восстановление с большой точностью напряжения V, удовлетворяющего равенству (2). В связи с применением в указанной схеме глубокой отрицательной обратной связи точность рассматриваемого счетно-рещающего устройства зависит только от стабильности закона квадратирования используемого для этой цели ЭоТемента.
Предмет изобретения
1.Способ определения значения корня квадратного из суммы квадратов ограниченного числа заданных величин посредством вычислительного устройства, содержащего квадратирующий элемент, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, на вход квадратирующего элемента подают в течение некоторого промеж утка времени электрические импульсы, пропорциональные по амплитуде заданным величинам, а затем в течение такого же промежутка времени-одинаковые по амплитуде импульсы той же длптельности, изменяют амплитуду этих одинаковых импульсов до тех пор, пока она не будет завна среднему значению амплитуды первой серии импульсов, и по напряжению на выходе квадратирующего элемента определяют результат вычислений.
2.Устройство для осуществления способа по п. 1, о т .т и ч а ющееся тем, что, с целью определения равенства среднего значения амплитуды первой серии импульсов ам1плитуде одинаковых импульсов, в нем применен фильтр, настроенный на частоту, период которой равен суммарному времени нрохоладения импульсов.
3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что. с целью автоматической установки необходимой алшлитуды серии одинаковых импульсов, выход квадратирующего элемента соединен через фи.чьтр. усилитель и распределительные цепи с его входом.
4.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, .что, с целью обеспечения одинаковой длительности импульсов, во входную цепь квадратирующего элемента включен прерыватель, замыкающий электрическую цепь на время, меньщее, чем время включения источников, подающих сигналы, пропорциональные заданным величинам. ,(1)
Uri
ZJH
