Квадратор Советский патент 1981 года по МПК G06G7/20 

полиительного блока аппроксимации, а выход соединен с первым входсял сумматора дополнительного блока аппроксимации, диодный элемент, вход которого является вторым входом дополнительного блока аппроксимации, а выход со- . единен со вторым входом сумматора дополнительного блока аппроксимации.

На фиг. 1 приведен квадратор, блок-схема; на фиг. 2 - его характеристика,in

К8ада)атор содержит блок 1 аппроксимации, блок 2 выделения модуля, выполненный на диодном ограничителе 3, сумматоре 4 и сумматоре 5, дополнительный блок б аппроксимации выполненный на сулматоре 7, диодном элементе 8 и квадратичном функциональном преобразователе 9, блок 10 выделения минимального сигнала, выполненный на. резисторах 11, диодах 12 и суммато- 2Q ре 13.

Квадратор работает следующим образом.

Выходн 1Я характеристика квадратора .формируется с помсяцью блока 10 выде- 25 ления минимального сигнгша из характеристики основного блока 1 аппроксимации (см.кривую а на фиг. 2) и характеристики дополнительного блока аппроксии с ции (см.кривую б на фиг.2) JQ

Если мадуль входного сигнала / X1 а, где а - точка сопряжения характеристик, то диодный элемент 8 закрыт и выходное напряжение блока б определяется только выходным напряже- . нием квадратичного функционального преобразователя 8. При этом величина выходного сигнала основного блока 1 аппроксимации постоянна и равна ей (с точностью до постоянного коэффициента, одинакового для всех значе- 40 НИИ выходных сигналов блоков 1 и 6). Поэтому при /X I - а выходное напряжение блока 10 равно х.

Если модуль входного сигнала |х| а, то включается диодный эле- 45 мент 8 и выходное напряжение дополнительного блока 6 аппроксимации превьвиает величину х. При этом выходное напряжение блока 1 равно х . Поэтому при выходное напряже- JQ ние блока 10 также равно х.

Для обеспечения расширения динамического диапазона преобразуемых сигналов необходимо достаточно точно воспроизводить параболу в области малых значений входных сигналов.

B предлагаемом квадраторе это достигается следукицим образом.

Допустим, что значение входного сигнала в точке сопряжения где а.„д - шкала входного сигнала 60 квадратора и квадратичного функционального преобразователя 9. Выбрав коэффициент передачи сумматора 4 равным 10, можно обеспечить полный размах входного сигнала квадратичного 65

функционального преобразователя 9 и полное использование его точностных возможностей, в сумматор 4 необходи ввести ограничение для исключения перегрузки усилителя сумматора 5 и его влияния на точность блока 2 при X а. Для обеспечения необходикых масштабных соотношений коэффициент передачи сумматора 7 по первому входу должен быть равен .

В этом случае квадратичный функциональный преобразователь 9 средней точности с погрешностью 0,1% шклы выходного сигнала, обеспечит при X ;jg следующую величину относительной погрешности преобразования

У - - п 1 - 0,01°

В то же время квадратортпрототип с величиной погрешности 0,01% шкалы

имеет при входном сигнале х следующую относительную погрешность 1

0,01

100

-2

1 100%

( 1

1М

Другим условием расширения динамического диапазона сигналов, преобразуемых квадратором, является высокая точность работы блока выделения минимального сигнала 10 при малых значениях входного сигнала х. Известно, что диодно-резистивные схемы выделения минимального сигнала имеют наибольшую погрешность при близких значениях сравниваемых сигналов . В предлагаемом квадраторе напряжения, подаваемые на входы блока 10 при X а, существенно различаются (фиг. 2), что позволяет обеспечит высокую точность и облегчает температурную компенсацию блока 10.

Таким образом, предлагаемый квадратор позволяет преобразовать малые входные сигналы с большей точностью, чем прототип, что существенно расширяет динамический диапазон преобра3yeNMX сигналов.

Формула изобретения

1. Квадратор, содержащий блок аппроксимации, блок выделения модуля, ; выход которого подключен ко входу блока аппроксимации, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона преобразуемых сигналов, он содержит дополнительный блок аппроксимации и блок выделения минимального сигнала, а блок выделения модуля выполнен на сумматоре, диодном ограничителе, вход которого является входом квадратора, и сумматоре, выход которого подключен ко входу основного блока аппроксимации, первый вход - ко

ВХОДУ, а второй вход - к выходу диодного ограничителя,первый вход блока выделения минималх ного сигнала подключен к выходу основного блока аппроксимации, второй вход - к выходу дополнительного блока аппроксимации, а выход является выходом квадратора, первый и второй входы дополнительНОГ9 блока аппроксимации подключены соответственно к выходу сумматора и к выходу сумматора блока выделения модуля, первый вход сумматора подключен ко входу, а второй вход - к выходу диодного ограничителя.

2. Квадратор по п.1, о т л и чающийся тем, что дополнительный блок аппроксимации содержит сумматор, выход которого является выводом дополнительного блока аппроксимации,

квадратичный функциональный преобра эователь, вход которого является первым входом дополнительного блрка аппроксимсщии, а выход соединен с первым входом сумматора дополнительного блока аппроксимгщии, диодный элемент, вход которого является вторым входом дополнительного блока аппроксимации, а выход соединен со вторым входом сумматора дополнительного блока аппроксимации.

I

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 437092, кл. G 06 G 7/20, 1974.

2.Лебедев А. Н. Счетно-решающие устройства. М,, Машиностроение, , 1966, с.289, фиг. 186(прототип).