Устройство для извлечения корня Советский патент 1978 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к анапого-цифровой ВЫЧИСЛИгепьной технике.

Известно устройство цпя извлечения корня flj , соцержащее источник опорного напряжения, операционный усипитепь, переменный резистор, потенциометр, цвигатепь, перемещающий цвшкки потенциометра и переменного резистора, усилитель мощности.

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие и ограниченный срок службы, обусловленные наличием электромеханических узлов.

Наиболее близким техническим решением является устройство цля извлечения корня 2 , соцержащее П управляемых целителей напряжения, кажцый из которых выполнен на умножающем цифроаналоговом преобразователе, источник опорного напряжения, выхоц которого соединен с инфор- мационным вхоцом умножающего цифро- аналогового преобразователя первого управляемого целителя напряжения, блок сравнения, первый вхоц которого является вхоцом устройства, блок уравновешивания,

вхоц которого подключен к выхоцу блока сравнения, а выхоцы - к цифровым вхоцам умножающих цифроаналоговых преобразователей управляемых целителей напряжения и ЯВЛЯЮТСЯ цифровыми выходами устройства.

Нецостагками такого устройства являются ограниченная точность извлечения корня из величин, эквивалентных числам меньшим ецинице, и необходимость применения специальных мер для устранения неоцнозначности при извлечении корня из. величин, эквивалентных числам большим

единицы.

С целью повышения точности извлечения

корня из величины, эквивалентных числам меньшим единицы,и устранения неоднозначности при извлечении корня из величин эквивалентных числам большим единицы.предлагаемое устройство содержит блок управления выбором коэффициента, а в кажаый управляемый делитель напряжения введены коммутируемый элемент обратной связи и дифференциальный операционный усилитель, не- инвертирующий вход которого поцключен к выходу умножающего цифроанапогового преобразовагепя управляемого цепигепя напряжения, коммутируемый эпеменг об- рагной связи включен межцу инвертирующим входом и выхоцом цифференциапьного операционно.го усипителя, первый и вто рой управляющие вхоцы коммутируемого элемента обратной связи каждого управляемого целителя напряжения поцкпючены соответственно к первому и второму выхоцам блока управления выбором коэффи циента, которые являются дополни тельными цифровыми выходами устройства, вхоц блока управления выбором коэффициента поакпючен к выходу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом дифференциального операционного усилителя It -го управляемого делителя напряжения, информационные входы умножающих цифроаналоговых преобразователей кажцо го, начиная со второго, управляемого делителя напряжения подключены к выходу дифференциального операционного усипителя предыдущего управляемого делителя напряжения, выход дифференциального опе рационного усилителя первого управляемого делителя напр51жения является аналоговым выходом устройства. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для извлечения корня. Устройство для извлечения корня содер жит источник опорного напряжения 1, Л управляемых делителей напряжения 2, в состав каждого из которых входят умножа ющий цифроаналоговый преобразователь 3, дифференциальный операционный усилитель 4, коммутируемый элемент обратной связи 5. В состав устройства для извлечения корня также вхоцят блок сравнения 6, бло уравновешивания 7 и блок управления выбором коэффициента 8. Устройство работает следзгющим образом. Перед началом процесса уравновешивания входного напряжения иJ, и входного напряжения U И - го управляемого цепителя напряжения 2 коэффициенты нерецачи умножающего цифроаналогового пре образоватепя 3..и дифференциального операционного усилителя 4 устанавливаются. равными единице (. Коу 1). Если выполняется условие tf Т-Гд ,. гце ITg - выходное напряжение источника опорного напряжения 1, то в процессе уравновешивания-К оу -1- По окончании процесса уравновешивания напряжения на вхоцах блока сравнения 6 будут равны «- o-Kju.o. можно записать выражение для кода нэ цифровых выходах устройства , где Ку изменяется от О до 1. Если окажется, что И i tTo , то блок сравнения 6 выдает команду блоку управления выбором коэффициента 8, кото- рый переключает коммутируемый элемент ооратной связи 5 таким образом, чтобы К 1О. Теперь в момент равновесия 1Г -1г -U . уцап t г и выходной код N 10- Ку цо,п т.е. значение кода увеличивается в 1О раз или, другими словами, запятая в выходном к оде сместится вправо на один разряд. Диапазон изменения входного сигнала при этом будет определяться неравенством , Если ;j предлагаемом устройстве поменять местами источник опорного напряжения 1 и входной сигнал, то в момент рав- новесия получим tt x S ° °y ° Откуда выходной код устройства ,„ ( LiOfn пропорцибнален корню степени 11 из величины, обратной входному сигналу. В этом случае блок управления выбором коэффициента устанавливает Коу 1О при Ъ о оу и KO 1 прии, Введение в управляемый делитель напряжения 2 дифференциального операционного усилителя 4 с коммутируемым коэффициентом К позволяет обеспечить работо- способность устройства как , так и при If, о также устранить имеющую место в прототипе зависимость коэффициента деления Ux или UQ , вводимого для обеспечения работоспособности при ТГ -iJo , от степени извлекаемого корня. Это позволяет извлекать корни любой степени путем изменения количества Управляемых делителей напряжения 2 без, изменения коэффициентов в устройстве. Следует отметить, что при выборе коэффициента деления Ц „ или IT, спечивающего работу прототипа при входных величинах, эквивалентных числам больше единицы Uo/lo llx t он практически неработоспрсобен при подаче на его вход величин, эквивалентных числам меньшим единицыTJy сTlo/lO. Например, при Q - 1О В и tt ,015. Входное напряжение в этом спучае соиз-