Квадратор Советский патент 1977 года по МПК G06G7/20 

1

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники.

Известны устройства для возведения в квадрат аналоговых сигналов 1, содержаш,ие квадратируюидие блоки.

Недостатком известных устройств является небольшой диапазон изменения входных сигналов, при котором обеспечивается достаточная точность.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является квадратор 2, содержаш,ий квадратируюш,ий блок, сумматор и делитель напряжения.

Такое устройство имеет недостаточную точность и небольшой диапазон изменения входных сигналов.

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона работы квадратора.

Это достигается тем, что предлагаемый квадратор содержит дополнительно сумматор, ключи, пороговые блоки, причем выходы пороговых блоков соединены с блокируюш,ими входами пороговых блоков с меньшим порогом срабатывания, входы основного сумматора соединены с выходами иороговых блоков и со входом устройства, а выход соединен со входом квадратируюш,его блока и с информационными входами ключей, управляюш,ие входы которых соединены с входами соответствуюших пороговых

блоков, входы дополнительного сумматора со единены с выходами ключей, пороговых блоков и с выходом квадратируюшего блока, выход доиолиительного сумматора является выходом устройства, а вход устройства соединен с входами пороговых блоков.

На чертеже показана схема предлагаемого квадратора.

Квадратор состоит из пороговых блоков 1-

3, сумматоров 4, 5, квадратируюш,его блока 6, ключей 7-9. Вход 10 устройства соединен с пороговыми блоками 1-3, связанными друг с другом и с входами сумматоров 4, 5. Один вход сумматора 4 связан с входом 10, а выход подключен к входу квадратируюшего блока 6 и через ключи 7-9 к входам сумматора 5, связанного также с квадратирующим блоком. Управляющие входы ключей 7-9 связаны с соответствуюш,ими нороговыми блоками.

Принцип действия квадратора заключается в следующем.

Входное напряжение поступает на пороговые блоки 1, 2, 3, при этом выходные сигналы появляются только с одного из них, порог срабатывания которого наиболее близок к уровню входного напряжения.

Сигнал со сработавшего порогового устройства блокирует другие пороговые блоки, порог срабатывания которых ниже уровня входного напряжения. Сработавший пороговый блок формирует сигналы, один из которых поступает на сумматор 5 и сумматор 4, где вычитается (алгебраически суммируется) из входного сигнала, а другой открывает соответствующий ключ, при этом разностный сигналr4 t/BX-i/n /4 где: Ки - коэффициент передачи сумматора 4, Un - сигнал на выходе порогового блока, f/E4 - сигнал на выходе сумматора 4, поступает через ключ на вход сумматора 5. Кроме того, на один из входов сумматора 5 поступает напряжение f/24 с выхода квадратирующего блока 6. В результате на выходе 11 устройства действует сигнал: и,, , + KtdJn + п где Kis, Ki5 - коэффициенты передачи сумматора 5 по соответствующим входам. Если выбрать эти коэффициенты, например, так, чтобы: Un- Kl . К I, Ki,, Ui const, тогда предыдущее выражение перепишется э виде: п (f/Bx - Un-Kt,r + (Ku-UnY + + ,,(U,,)-Ki, Ul,.Ki,, Таким образом, предложенный квадратор выполняет операции без методических погрешностей в значительно более широком диапазоне, чем используемый в нем узкодиапазонный квадратор, в качестве которого может быть использован любой из известных. Очевидно также, что если f/n f/вх- п, (это практически может быть достигнуто путем выбора соответствующего числа пороговых блоков в заданном диапазоне изменения входного сигнала), то погрешность предложенного квадратора может быть достигнута значительно меньшей по сравнению с погрешностью узкодиапазонного квадратора. Устройство мож:ет быть применено в аналоговой и аналого-цифровой технике. Формула изобретения Квадратор, содержащий сумматор, квадратирующий блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона работы он содержит дополнительно сумматор, ключи, пороговые блоки, причем выходы пороговых блоков соединены с блокирующими входами пороговых блоков с меньшим порогом срабатывания, входы основного сумматора соединены с выходами пороговых блоков и со входом устройства, а выход соединен со входом квадратирующего блока и с информационными входами ключей, управляющие входы которых соединены с входами соответствующих пороговых блоков, входы дополнительного сумматора соединены с выходами ключей, пороговых блоков и с выходом квадратирующего блока, выход дополнительного сумматора является выходом устройства, а вход устройства соединен с входами пороговых блоков. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР №366476, М. Кл.2 G 06 G 7/20, опубл. 03.08.70. 2.Авторское свидетельство СССР №437092, М. Кл.2 G 06 G 7/20, опубл. 05.03.73 (прототип).