Устройство для возведения в квадрат Советский патент 1981 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к аналогово вычислительной технике и может быть использовано для функционального моделирования и в измерительных устройствах. Известны диодные квадратичные пре образователи, содержащие нелинейные диодные элементы и суммирующее устрой ство 1 . Недостатками данных квадраторов являются ограниченная точность (0,51%), узкий частотный диапазон, так как при увеличении числа участков ап проксимации возрастает суммарная емкость диодов, включенных параллельно и низкая надежность. Ближайшим по техническому решению к предлагаемому является двухканальный квадратичный преобразователь, содержащий п аппроксимирующих ячеек в основном канале, входы которых сое динены со входом устройства и с источником напряжения смещения. Вход устройства и выходы диодных ячеек соединены со входами сумматора. Корректирующий канал содержит источник опорного напряжения, вход и выход которого соединены со входами вспомогательного сумматора, выход которо го соединен со входом инвертирующего усилителя и квадратора, выходы которых подключены ко входам первого сумматора 2 . Недостатками данного устройства являются ограниченная точность, значительные аппаратурные затраты и соответственно низкая надежность. Цель изобретения - уменьшение аппаратурных затрат, повышение точности и надежности. Эта цель достигается тем, что в устройстве для возведения в квадрат содержащем п аппроксимирующих ячеек, первые входы которых подключены к источнику входного напряжения вторые входы - к источнику напряжения смещения и входу первого сумматора, а выходы п аппроксимирующих ячеек сов динены с соответствующими входами первого сумматора, и второй сумматор, выход которого через квадратор соединен со входом первого сумматора, входы второго сумматора подключены к выходам аппроксимирующих ячеек и источнику напряжения смещения. На фиг. 1 приведена структурная схема устройстваf на Лиг. 2 - напряжение в характерных точках схемы. Устройство для возведения в квадрат содержит аппроксимирукит ие ячейки , входы которых подключены ко входу устройства и к выходу источника 2 нйЪряжения смещения. Выходы аппроксимирующих ячеек l-,lf, подключены ко входам сумматоров 3 и 4. Выход сумматора 4 через квадратор 5 подключен к входу сумматора 3. входы сумматоров 3 и 4 также соед нены с выходом источника 2 напряжени смещения. Работа устройства происходит след ющим образом. С помощью аппроксимирующих ячеек и сумматора 3 образуется кусоч но-линейное приближение квадратичной функции. На выход сумматора 4 из входных напряженки аппроксимирующих ячеек 1 формируется знакопереме ная треугольная (пункция Х (фиг. 2), из которой квадратором 5 создается периодическая функция Хг сумматоре 3 она смещается напряжение смещения X/j,. Таким образом, образует ся периодическая функция коррекции Х корректирующая отклонение кусочно-ли нейного приближения от заданной квад ратичной характеристики. На примере первого участка аппрок симации покажем, что при заданной по грешности квадратора функция.коррекции Х| в предлагаемом устройстве может быть получена с большей точностью, чем в известном. В известном устройстве функция коррекции Х образуется как разность между отрезком параболы и прямой, проходящей через его конечные то,чки -(.--х. КБ 1 где максимальное выходное напряжение квадратора; X - конечное значение X первого участка аппроксимации; лХ.,,,- абсолютное значение погрешности квадратора. Без учета дХ Х имеет максимум . который равен X /4В предлагаемом устройстве Лункция коррекции Х на первом участке формируется в соответствии с зависимостью Xk . т. е. Х ( . х„-Х,+ дХ,,л. В этом случае максимум Х равен X. Таким образом, погрешность квадратора Xjj , приведенная к максимальному значению X у в предлагаемом устройстве в 4 раза меньше по сравнению с известным. Полученный вывод справедлив и для остальных участков аппроксимации. Это позволяет при заданном количестве участков кусочно-линейной аппроксимации в основном канале и заданной погрешности квадратора реализовать квадратичную характеристику с меньцдей погрешностью или при той же погрешности квадратичного преобразователя в 2 раза уменьшить число участков кусочно-линейной аппроксимации основного канала, т. е. почти в 2 раза уменьшить аппаратурные затраты в основном канале и соответственно повысить надежность устройства. В то же время в предлагаемом устройстве отсутствует инвертирующий усилитель, что позволяет снизить аппаратурные затраты и также способствует повышению надежности. Формула изобретения Устройство для возведения в квадрат, содержащее п аппроксимирующих ячеек, первые входы которых подключены к источнику входного напряжения, вторые входы - к источнику напряжения смещения и входу первого сумматора, а выходы п аппроксимирующих ячеек соединены с соответствующими входами первого сумматора, и второй сумматор, выход которого через квадратор соединен .со входом первого сумматора, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения аппаратурных затрат, входы второго сумматора подключены к выходам аппроксимирующих ячеек и источнику напряисения смещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Смолов В. Б. Диодные ( ункциональные преобразователи. Л., Энергия, 1967, с. 106-108. 2.Авторское свидетельство СССР № 550650, кл. G 06 G 7/20, 1975 (прототип) .

ОснаЬной канал