Квадратор Советский патент 1979 года по МПК G06G7/20 

(54) КВАДРАТОР

J . ; Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики и /может быть использовано в информедион но-измерительньгх системах. Известен квадратор, содержащий сумматор, диодньш элементы и резисторы Недостатком такого квадр1атора является низкая точность. Наиболее близким техническим решени ем к предложенному является кЬадратор, содержащий сумматор, первьй вход которого является входом квадратора, а остальные входы соединены соответственно с первыми вькодами пороговых элемен тов, выход сумматора через квадратирующий блок соединен с первым входом выходного сумматора, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно со вторыми выходами пороговых элементов, а пятый, шестой и сед мой .кходы - с выходами управляемых ключей, управляющие входы которых подключены к третьим выходам соответствук ших пороговых элементов, четвертый выХОД первого порогового элемента соединен с первым входом первого порогового элемента, а его выход - с первым входом третьего порогового элемента, второй вход которого соединен с четвертым выходом второго порогового элемента 2. Недостатком квадратора является ограниченный динамический диапазон и низкая точность возведения в квадрат входного сигнал а, Целью предлагаемого изобретения является расширение динамического диапазона и повъппениё точности работы. Для достижения поставленной цели квадратор содержит блок вьвделения модуля, блок определения знака и блок умножения, первый вход которого соединен с В1)Гходом блока определения знака и управляющими входами пороговых элементов, второй аход - с выходом сумматора, а выход подключен ко входам управляемых ключей, входы блока вьщеления модуля и блока определения знака соединены со входом квадратора, а выход блсхка определения модуля подключен к сигнальным входам пороговых элементов, На чертеже представлена схема квадратора. Квадратор содержит сумматор 1, блок -2 выделения модуля входного сигнала, блок 3 определения знака входного сигнала, квадратйрующий блок 4, пороговые элементы 5-7, связанные между собою, а также с управляющим ьходом блока умножения 8 вькодного сигнала сумматора 1 на коэффициент i 1, выход которого связан с сигнальными входами управляемых luitoneft 9-11 и выходной сумматор 12.. Квадратор работает следующим образом. , . .. Выходной сигнал х подается на входы сумматора 1 и блока 3 определения знак и через блок 2. выделения модуля на ахо ды пороговых элементов 5-7, Сигнал сработавшего порогового элемента блокирует другие пороговые элементы, порог срабатывания которых ниже уровня входногр сигнала. Сработавший пороговьй эле мент формирует сигнал, пропорциональный значению опорной точки х, сигнал Кх|, а такясе сигнал для управления соответствующим j -ым управляемым ключом (К - коэффициент передачи входного сумматора 12 для сигнала х ). Схема составлена для случая . 3- Сигнал х| подаётся на вход сумматора 1, где вычитается {алгебраически складьшается) из входного сигнал. На вькоде сумматора 1 сформируется сигнал X,sK,(X-X), который подается на вход блока умножения 8, а через квйдратирующий блок 4 на вход выходного сумматора 12 (К -. коэффициент передачи сумматора 1). На выходе блока умножения 8 сигналXe K8-4{x-X),f где.Кп - коэффициент передачи блока 8, который в зависимости от знака входного сигнала может при нимать значение tl. На вьрсоде блока 4 сигнал (-xO, где Кд - коэффициент передачи квадратирующего блока 4. Сигнал ха через соответствующий управляемый ключ 9-11 подается на вход сумматора 12. Таким образом, на выходе сумматор а 12 будет сформирован сигнал (x (X-Xj)+ К jKgK/x-X HKxf, где Kj - коэффициент передачи -го ключа. , Если выбрать коэффициенты, соответствующими52 Х,; выражение для выходного сигнала можно записать в виде; V,K--iy(-Xi)4Kg2x(y-xOtx J При выходной сигнал блока 3 определения Знака такой, что Kg +1, а полярность х; соответствует приведенной формуле, т. е. при Х... ,.,v.,i -ЬЫЗ А Ч При X О выходной сигнал блока 3 такой, что меняется полярность опорного сигнала х;, а коэффициент К« -1, т. е. при X О выходной сигнал запишется в виде. X ьы {-1Г1ПГл . Следовательно, предложенньгй квадратор выполняет операции без методической погрешности в диапазоне входных сигналов в два раза большем, чем известное устройство. Из трех вновь введенных в схему блоков влияние на погрешность устройства оКазьшает блок умножения 8, погрешность которог о в общей погрешности ослабляется в -- раз4 (при1..,„ Згп 7), что позволяет строить точные двухквадратные преобразователи, не применяя прецизионных, а следовательно сложных элементов в предложенной функциональной схеме. Предложенная схема может быть выполнена с применением интегральной те,хнологии в виде одной БИС, Формула изобретения Квадратор,, содержащий сумматор, первый вход которого является входом квадратора, а остальные входы соединены соответственно с первыми выходами пороговых элементов, выход сумматора через квадратирУющий блок соединен с первым входом выходного сумматора, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно со вторыми выходами пороговых элементов, в пятый, шестой и седьмой входы - с выходами упраЕМшемых ключей, управляющие входа которых подключеныК третьим выходам соответств.ующих пороговых элементов, четвертый выход первого порогового элемента соединен с первым входом перво. го порогового элемента, а его пятый выход - с первым входом третьего ,йорогового элемента, второй вход которого соединён с четвертым выходом второго порогового элемента, о т л и ч а и и с я тем, что, с целью р&ййнр©ния Динамического диапазона и првьпнения ; точности работы, он содержит блок выдел 6 9 ния модуля, блок определения знака и блок умножения, первый вход которого, соединен с выходом блоки определения знака и управляющими входами пороговых элементов, второй вход - с выходом сумматора, а выход подключен ко входам уп равляемых ключей, входы блока выделения модуля и блока определения знака соединены со входом квадратора, а выхоМ блока определения модуля подключен к сигнальным входам пороговых элементов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР . № 285362, кл. Q 06 G 7/20, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 550651, кл. СЗ 06 О 7/20, 1975.