УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ Советский патент 1974 года по МПК G06G7/20 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в различных устройствах автоматики и арифметических устройствах для одновременного получения прямо пропорциональной и обратно пропорциональной зависимостей квадратному корню из входной величины.

Известны вычислительные устройства, построенные на основе широтно-импульсного модулятора, позволяющие извлекать квадратный корень.

Недостатками этих устройств являются сложность получения широтно-импульсной модуляции, требующей агрегатирования с тактовым генератором, и ограниченные функдиональные возможности, заключающиеся в получении только одной математической операции.

Целью изобретения является упрощение схемы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в цепь генератора тока включен резисторный мост, имеющий шесть вершин (точек соединения резисторов). К вершинам моста подключены эмиттер транзистора генератора тока, вход дифференциального усилителя, общая щина выходного импульсного делителя напряжения и источник смещающего напряжения.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Выход усилителя 1 постоянного тока, имеющего вход 2, соединен с импульсным делителем напряжения 3, состоящим из транзисторного ключа 4 и фильтра 5, причем выход ключа соединен со входом фильтра. Потенциальный выход фильтра 5 соединен с базой транзистора 6 генератора 7 щиротно-импульсного модулятора 8. Одновременно этот выход фильтра 5 является аналоговым выходом 9 всего устройства.

Общая шина устройства соединена с выходом фильтра и одной из верщин резисторного моста, включенного в эмиттерную цепь транзистора 6 генератора 7. Вершины моста, считая по ходу часовой стрелки, соединены: первая и четвертая - с источником 10 напрялсения смещения, третья и пятая - со входами дифференциального усилителя 11, шестая - с общей щиной выхода импульсного делителя напряжения 3, вторая - с эмиттером транзистора 6 генератора 7. Коллектор этого транзистора соединен со средней точкой входов дифференциального усилителя. Нагрузкой дифференциального усилителя 11 является транзисторная схема 12, которая преобразует выходной разностный аналоговый сигнал дифференциального усилителя в прямоугольные импульсы, относительная длительность (далее скважность) которых обратно пропорциональна управляющим напряжениям, подаваемым

на вход дифференциального усилителя 11. Выход транзисторной схемы 12 соединенный с унравляющим электродом транзисторного ключа 4, является импульсным выходом 13 всего устройства.

После подачи питающих напряжений и входного сигнала на выходе 13 широтно-импульсного модулятора 8 возникают прямоугольные импульсы, скважность которых обратно пропорциональна току генератора 7 и прямо пропорциональна управляющим напряжениям, подаваемым на вход дифференциального усилителя 11.

Эти импульсы поступают на управление транзисторным ключом 4 имнульспого делителя напряжения 3. На этот же ключ подается входпой сигнал, усиленный усилителем 1. Наличие на ключе 4 двух сигналов - усиленного входного и выходного с широтно-импульсного модулятора позволяет осуществить умножение сигналов на ключе известным время-импульсным методом.

Произведение сигналов в форме прямоугольных импульсов подается на активный низкочастотный фильтр 5, где происходит осреднение сигнала.

Потенциальный провод фильтра 5 подключается к управляющему электроду транзистора 6 генератора тока 7, а общий - к шестой вершине резисторного моста, который второй вершиной подключен к эмиттеру указанного транзистора.

Вследствие этого выходной сигнал с фильтра 5 оказывает регулирующее действие на величину тока генератора 7 и распределение напряжений на резисторах моста. Изменение тока транзистора 6 и падение напряжений приводит к изменению токов в плечах дифференциального усилителя 11, а следовательно, и скважности выходного сигнала широтно-импульсного модулятора 8.

Характер воздействия тока генератора и напряжений на плечах резисторного моста различен. Так изменение тока генератора 7 вызывает обратно пропорциональное изменение скважности широтно-импульсного модулятора 8. Изменение же управляющих напряжений на входах дифференциального усилителя 11 вызывает прямо пропорциональное изменение скважности. Это регулирующее воздействие компенсирует напряжения, характерные для второстепенных членов конечных выражений требуемых математических выражений, чем повышается их точность.

Так как скважность снимаемая с выхода 13, обратно пропорциональна току генератора 7, который, в свою очередь, пропорционален входному сигналу и скважности импульсов широтно-импульсного модулятора 8, то, следовательно, скважность выходного сигнала устройства обратно-пропорциональна квадратному корню из входного сигнала. Выходной же сигнал импульсного делителя напряжения 3, снимаемый с выхода 9, прямо пропорционален квадратно.му корню из входного сигнала. Это является следствием того, что выходной

сигнал импульсного делителя напряжения 3 прямо пропорцкопален входному сигналу и скважности, которая, в свою очередь, обратно пропорциональна квадратному корню из того же входного сигнала.

Выходной сигнал с выхода 9 имеет аналоговую форму.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает получение дву.к функциональных зависимостей, без агрегатирования с внешним источником тактовых импульсов.

Предмет изобретения

Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее усилитель входного сигнала, выход которого соединен с делителем напряжепия, состоящим из последовательно соединенных транзисторного ключа и фильтра,

выход делителя напряжения соединен с широтно-импульсным модулятором, состоящим из генератора тока на транзисторе, выход которого соединен со входом дифференциального усилителя, а выход дифференциального усилителя соединен со входом согласующей транзисторной схемы, выход которой соединен с управляющим входом транзисторного ключа делителя напряжения, отличающееся тем, что, с целью упрощения с.хемы, генератор тока

содержит шестиплечпй резисторный мост, первая и четвертая вершины которого соединены с источником напряжения смещения, третья и пятая - со входами дифференциального усилителя, шестая - с общей шиной, вторая - с

эмиттером транзистора генератора тока, база которого соединена с выходом фильтра и выходом преобразователя.