Устройство для возведения в квадрат Советский патент 1982 года по МПК G06G7/20 G06J3/00 

(54) УСТРОЙСТВО ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике,в част-, ности к устройствам возведения в квадрат аналогового сигнала с представлением результата в цифровой форме.

Известно устройство для возведения в квадрат, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, компаратор, преобразователь напряжение-частота и выходной счетчик l.

Недостатком устройства является пониженная точность возведения в квадрат.

Известно также устройство для возведения в квадрат, содержащее генератор импульсов, счетчики, источник опорного напряжения, цифроаналоговый преобразователь, преобразователь напряжение-частота, компаратор и блок управления

Недостатком данного устройства является пониженное быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для возведения в квадрат, содержащее генератор импульсов, первый делитель частоты, вход которого соединен с входом второго делителя частоты, и третий делитель частоты, подключенный выход акт разрядов к сигнальным входам KJaoчeй, соединенных выходами с входами элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу счетчика, кодовый выход которого является цифровым выходом устройства, причем счетчик входит в состав двоичного умножителя, выход которого является частотным выходом устройства, а выход генератора импульсов соединен с первым входом дополнительного ключа, второй вход которого является входом запуска, а третий вход - входом останова и подключен через второй счетчик к выходу первого делителя частоты, соединенного входом с вьсходом дополнительного ключа и с вхо38дом элемента задержки, выход которого через четвертый делитель частоты соединен с входом третьего делителя частоты, а выходы разрядов второго делителя частоты подключены к управляющим входам основных ключей з. Однако устройство характеризуется ограниченной областью применения, так как оно позволяет возводить в квадрат входной сигнал, представленный в форме делительности импульса (задаваемой величиной кода во втором счетчике), и не позв ляет возводить в квадрат сигнал, представленный в форме непрерывного напряжения. Цель изобретения - расширение об ласти применения. Поставленная цель достигается те что в устройство для возведения в квадрат, содержащее генератор импул сов, первый делитель частоты, вход которого соединен с входом второго делителя частоты, и третий делитель частоты, подключенный выходами разрядов к сигнальным входам ключей, соединенных выходами с входами элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу счетчика, кодовый выход которого является выходом устройства, д полнительно введены генератор линей но изменяющегося напряжения, компаратор и распределитель импульсов, соединенный выходами с управляющими входами ключей, сигнальным входом - с выходом второго делителя частоты, а управляющим входом-с вых дом компаратора, первый вход которо го является аналоговым входом устро ства, а второй вход подключен через генератор линейно изменякщегося напряжения к выходу первого делителя частоты, причем входы делителей частоты соединены с выходом генератора импульсов. На чертеже представлена блок-схе ма устройства для возведения в квад рат. Устройство содержит генератор i импульсов, выход которого подключен к входам первого, второго и третьего делителей 2-4 частоты. Выходы ра рядов третьего делителя 4 частоты соединены с сигнальными входами клю чей 5, подключенных управляющими входами к выходам распределителя 6 импульсов, а выходами - к входам элемента ШШ 7, соединенного выходом с входом счетчика В, кодовый выход которого является выходом устройства. Распределитель 6 импульсов соединен сигнальным входом с выходом второго делителя 3 частоты, а управляющим входом - с выходом компаратора 9, первый вход которого является аналоговым входом устройства, а второй вход подключен через генератор 10 линейно изменяющегося напряжения к выходу первого делителя 2 частоты Делитель 2 предназначен для синхронизации генератора 1 с генератором 10, делитель 3 формирует опорную частоту для распределителя 6 импульсов, имеющего N выходов (по числу ключей 5), причем N ,.Д л где )- максимальное значение входного аналогового сигнала X, - шаг квантования по амплитуде входного сигнала. Делитель 4 частоты предназначен для формирования импульсов заполнения счетчика 8 и имеет также.N выходов. Устройство работает следующим образом. После запуска генератора 1 на выходе делителя 2 формируется импульс, длительностью Т- , рй вертываклцее напряжение с выхода генератора 10 начинает возрастать и поступает на вход компаратора 9, на другой вход которого подан входной сигнал. Одновременно с этим с выхода делителя 3 опорная частота f поступает на сигналвный вход распределителя 6, на управляющий вход которого с выхода компаратора 9 подано разрешение на прохождение импульсов опорной на выходы распределителя 6,. Длительность t импульсов, появляющихся на выходах распределителя 6, связана с параметрами развертывающего напряжения и опорной частотой соотношением Ai- амплитуда развертывающего где S напряжения на выходе генератора 10. Импульсом с первого выхода распределителя 6 открывается первый из ключей 5 и импульсы с выхода старшего разряда делителя 4 с частотой ffj через элемент ИЛИ 7 поступают на счетчик 8 в течение времени At, По истечении этого времени первый ключ 5 закрьшается и управлякядий сигнал той же длительностью At появляется на втором выходе распределителя 6, открывая второй ключ 5. На вход сче чика 8 начинают поступать импульсы с выхода следующего разряда делителя 4. Далее указанные действия продолжаются до тех пор, пока не произойдет сравнение входного сигнала X с развертывающим напряжением на компараторе 9, В результате, на выходе компаратора 9 появится сигнал, запрещающий прохождение импульсов на -выходы распределителя 6. Учитывая, что частота f: заполняняцих импульсов с выходов разрядов делителя 4 связана с номером i выхода рас пределителя 6 соотношением .)nto, где fp - минимальная частота на выходе делителя 4 (частота на выходе его старшего раз ряда); а входной сигнал X может быть представлен в виде X Z К дХ, где К - количество шагов квантования, , 2,...,N; получим что число U,. импул сов, заданное в счетчик 8, равно Тс 5 Toe. это число будет пропорциональн квадрату входного аналогового сигна ла При этом методическая погрешность возведения в квадрат будет равна , , . ,4 , где cL 0-1 . Таким образом, устройство позволя ет возводить в квадрат не только дли тельность импульса (поступакщего на управляющий вход распределителя б) но и непрерывный аналоговый сигнал, т.е. может иметь более широкую область применения. Дополнительным npftимуществом устройства является повышение надежности работы из-за исключения возможности совпадения импульсов, поступающих на счетчик 8, что определяется самим характером функционирования распределителя 6. Формула изобретения Устройство для возведения в квадрат, содержащее генератор импульсов, первый делитель частоты, вход которого соединен с входом второго делителя частоты, и третий делитель частоты, подключенный выходами разрядов к сигнальным входам ключей, соединенных выходами с входами элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу счетчика, кодовый выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, В него дополнительно введены генератор линейно изменякмдегося напряжения, компаратор и распределитель импульсов, соединенный выходами с управляющими входами ключей, сигнальным входом - с выходом второго делителя частоты, а управляющим входом, с выходом компаратора, первый вход которого является аналоговым входом устройства, а второй вход подключен через генератор линейно изменяющегося напряжения к выходу первого делителя частоты, причем входы делителей частоты соединены с выходом генератора импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 228355, кл. G 06 G 7/20, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 744655, кл. G 06 G 7/20, 1978. 3.Авторское свидетельство СССР № 487398, кл, G 06 G 7/20, 1973 (прототип).