Устройство для извлечения квадратного корня Советский патент 1982 года по МПК G06G7/20 

1

Изобретение относится к вычислительной технике , в частности к аналоговым функциональным измерительным преобразователям, применяемым в качестве элемента в системах автоматического регулирования электроприводов и в аналоговых вычислительных системах.

Известно устройство для извлечения квадратного корня, содержащее компаратор, соединенный с выходом квадратора, входом интегратора и входом операционного усилителя, выходы которых соединены со входом сумматора, выход которого подключен ко входу квадратора и является выходом устройства С1

Недостатком этого устройства является значительная погрешность при малых значениях входного сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для извлечения квадратного корня, содержащее операционный усилитель, выход которого

соединен со входом квадратора, а вход усилителя - с выходом компаратора, один вход которого является входом устройства, а другой вход подключен к выходу квадратора, два ключа на полевых ,транзисторах, фазоинвертор, резисторы, источники опорного напряжения t 2.

Недостатками известного устройств являются большая погрешность, сложtoность конструкции, возможность работы только с сигналом положительной полярности.

Цель изобретения - повышение точности при малых значениях входного

IS сигнала, упрощение конструкции и расширение области применения за счет получения знакопеременного выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем,,

Ж что в устройство для извлечения квадратного корня, содержащее операционный усилитель, масштабные резисторы, введены суммирующий усилитель, квадратирующие элементы, выполненные на полевых транзисторах с изолированным затвором, разделительные диоды, резисторный делитель напряжения, причем вход суммирующего усилителя соединен через первый масштабный резистор со входом устройства, а через второй масштабный резистор соединен с выходом операционного усилителя, выход суммирующего усилителя через третий масштабный резистор соединен с инвeptиpyющим входом операционного усилителя, между входом и выходом которого включены две параллельные цепочки, состоящие из последовательно включенных полевого транзистора с изолированным затвором и разделительного диода, катод которого соединен со стоком, при этом затворы транзисторов подключены к соответствующим выводам резисторного делителя напряжения, включенного между выходом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала. На чертеже представлено предлагае- 5 мое устройство. Устройство содержит операционный усилитель 1, на инвертирующий вход которого через третий масштабный ре- 30 зистор 2 поступает сигнал с выхода суммирующего усилителя 3- Из вход усилителя 3 поступает через первый масштабный резистор со входа 5 входной сигнал устройства и 5х мерез . 35 второй масштабный резистор 6 сигнал положительной обратной связи с выхода операционного усилителя 1, Резистор 7 включен в цепочку отрицательной обратной связи суммирующего усилите- 40 ля 3. Полевые транзисторы с изолированными затворами обедненного типа с п-каналами 8 и 9 с последовательно подключенными к стоку катодными выводами разделительных диодов 10 и 11, 45 включены между собой параллельно, охватывая отрицательной обратной связью операционный усилитель 1. На затворы транзисторов поступает управляющее воздействие с резисторного де- 50 пителя напряжения 12, включенного между выходом 13 операционного усилителя 1 и шиной нулевого потенциала. В случае подачи на вход устройства сигнала положительной полярности, устройство работает следующим образом. ще ра ля ре ру гд по по ни от и пр но ™ (2 Ro на & ЧЯо то Для выходного напрях(ения суммируюо усилителя 3 можно записать выениеRT .. R7 R4 Вх Rfc Bbix еХ ВЫХ напряжения, соответственно на входе и выходе устройства; 4 Ь сопротивления соответствующих резисторов , 6 и 7. На выходе операционного усилитебудет действовать напряжение, опеляемое выражением о 1я:(ив-ыхг) (2) 2 - сопротивление третьего масштабного резистора 2; R - сопротивление полевого транзистора с изолированным затвором 8, Зависимость R tf (U) аппроксимится выражением -f+olU R - сопротивление ненасыщенного полевого транзистора 8 при нулевом значении напряжения на его затворе; коэффициент аппроксимации кривой R Ц (Ug) На затвор полевого транзистора 8 тупает управляющее воздействие ожительной полярности по отношек истоку в виде некоторой части выходного напряжения устройства Р-ОВЫХ Д р коэффициент порциональности. Следовательно, с учетом сказано, выражение (З) можно записать RO RO т-. ,, Решая совместно уравнения (1), и (), получим ивь.у ( R Rfc После несложных преобразований саим Ra ..г RT и t.) RG/ Bbix RO 8ЫХ R4 Если потребовать выполнения услоR. Rfc R. Г., да получим (8 ВЬК V ,j вх