Устройство для извлечения квадратного корня Советский патент 1986 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к иэмерительной и аналоговой вычислительной технике. Известно устройство для извлечения квадратного корня, содержащее операционный усилитель, п инверторов, и токозадающих резисторных звезд, и блоков выделения модуля, выполненных на m двухвходовых диодных элементах. К недостаткам данного преобразователя относится наличие методической погрешности, обусловленной кусочно-линейной аппроксимацией. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для извлечения квадратного корня, содержащее операи(ионный усилитель, выход которого является выходом устройства, два квадратирую щих элемента, каждый из которых выполнен на полевом транзисторе,, сумматор, первый вход которого является входом устройства, а выход сумматора через масштабный резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выход опе рационного усилителя подключен к истоку первого полевого транзистора затвор которого- подключен к первому выводу источника напряжения, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала. Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, ввиду невозможности вычисления.корня квадратного из суммы квадратов. Цель изрбретения - расширение функциональных возможностей за сче вычисления корня квадратного из сум мы квадратов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для извлечен квадратного корня, содержащее опер ционный усилитель, выход которого является выходом устройства, два квадратирующих элемента, каждый из которых выполнен на полевом транзи торе, сумматор, первый вход которо го является в:.одом устройства, а выход сумматора через масштабный резистор подключен к инвертирующем входу операционного усилителя, неинвертируюш;ий вход которого подклю чен к шине нулевого потенциала, вы 22 од операционного усилителя подключен к истоку первого полевого транзистора, з.этвор которого подключен к первому выводу источника напряения, второй вывод которого подключен к пине нулевого потенциала, введены m дополнительных квадратирующих злементов, выполненных на полевых транзисторах, а сумматор соержит и дополнительных входов, причем выходы сумматора являются соответствуюп(ими входами устройства и подключены к соединенным между собой истокам и затворам соответственно второго и m полевых транзисторов дополнительных квадратирующих элементов, стоки всех полевых транзисторов подкдпочены к инвертирующему входу операционного усилителя. На чертеже представлена функциональная схема устройства для извлечения квадратного корня. Устройство для извлечения квадратного корня содержит операционный усилитель 1, сумматор 2, m квадратирующих элементов 3,...3, выполненных на полевых транзисторах,масштабный резистор 4, источник 5 напряжения. Устройство для извлечения квадратного корня работает следующим образом. Входные напряжения х., х поступают на входа сумматора 2 и истоки полевых транзисторов, выходное напряжение сумматора 2 имеет вид - 21 К. X; N2 где К коэф(})ициент преобразования сумматора по i-му входу. Проводимость каждого из квадратируюш 1х элементов 3,...3г„, выполненных на полевых транзисторах,описывается выражением о; - а; проводимость i-ro полевого транзистора; проводимость открытого канала i-ro полевого транзистора; напряжение затвор-исток i-ro полевого транзистора;

U(j. - напряжение отсечки i-го

полевого транзистора; Uj.j,, - напряжение сток-исток

1-го полевого транзистора.

Для данного включения полевых транзисторов выполняется следующее условие:

О Следовательно,

;-.1 .

Напряжение на инвертирующем вхооперационйого усилителя 1

уС + Z: X.G; + zG;

г2 Й5:

21 с„. + с + G.

i Z где и - напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 5 Z - напряжение на выходе операционного усилителя; G - проводимость первого полевого транзистора; G - проводимость масштабного резистора 4. Проводимость первого Полевого транзистора 3 при U Ug дет равна г 3 UCH. р Для данной схемы устройства справедливо

х - и, , i - 2,3,...,m,

Следовательно, можно получить ™ 1 п г ,

ГС,Х,-ЕО.К..,.ЧЙ

Регулировкой коэффициентов преобразования сумматора 2 легко обеспечить равенство

G. К;

о;

тогда

. .Z:G Х; . 1L irZ

Учитывая данное равенство, выражение для выходного напряжения будет равно 30 35 40 ог GO; 2 с,„, . uo, -i ,х2 + HjX + ... + , , GO; Тчтр я -- / 3Go;.Uo; Чтобы изменить коэффициенты а; или установить определенные соотношения между ними, необходимо ввести масштабирование входных сигналов. Предлагаемое изобретение позволяет сохранить точность работы устройства при увеличении количества входов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом устройства, два квадратирующих элемента, каждый из которых выполнен на полевом транзисторе, сумматор, первый вход которого является входом устройства,а выход сумматора через масштабный резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выход операционного усилителя подключен к истоку первого полевого транзистора, затвор которого подключен к первому выводу источника напряжения, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем вычисления корня квадратного из суммы квадратов, в него введены m дополнительных квадратирующих элементов, выполненных на полевых транзисторах, а сумматор содержит h дополнительных входов, Q причем выходы,,сумматора являются со- S ответствующими входами устройства и подключены к соединенным между собой истокам и затворам соответственно второго и Л1 полевых транзисторов дополнительных квадратирующих элементов, стоки всех полевых транзисторов подключены к инвертирующему входу операционного усилителя.

.f

f)

4

-CU