Устройство для извлечения квадратного корня из суммы квадратов двух напряжений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕТ НИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ ИЗ СУМMtA КВАДРАТОВ ДВУХ НАГРЯЖЕНИЙ , содержащее четыре ключа и ивтегр кг, пртем вход ингегр - . jropa соединён с выходом первого ключа, . о г л и ч. а ю ш е ее я -тем, что, с целью расш1фения обпастн применения за счет возможности обработкн раанопояярвьак входных напряжений, в него введеtitt генератор тактоылх импульсов, триггер, генератор эяспонешшально убывающего р11апражения, дифферешируюшая RiL-uenb, первая и вторая схемы сравнения, Ьумматорпо модулю два к элемент И, выход ген штора тактовых импупьсов соединен с ивфо плаиионнымв входами генератора ,, причем экспрйенпвально у&аве ющего папряжвйяя, триггера, двфферентар сшей РС-цепи, первым входом сумматора по модулю два и першим входом элемента И, а и второй выходы триггера соедивены .соолвететвенво с управлякхцими входами второго и третьего ключей, выходы, взотс рыхобье диневы и подключены к первому Ёосоду пе|шой схемы сравнения, второй вятд которой подключен к выходу д ффереш1йру 1 шeйRC-aeпи и сигнальнсяду входу четвертого ключа выход п юсА-схемыяравнения подключен, к второму входу сумматс ю по модулю два, выход которого соединен с управляишим входом первого ключа, сигнальный вход подключен к выходу генератора эвсповевпвально убывающего непряжения и первому входу второй схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом интегратора, а В3)1ход второй схемы сравнения соешгаен с втораым входом алемерта И, выход которого подключен к управляющему восоду О1 четвертого ключа, выход которого явсо со о ляется выходом устройства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

pe G 06 9 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3335182/18-24 (22) -02.10.81 (46) 30.04.83. Бюп. ¹ 16 (72) В. В. Башарулов, Р. В. Проць .и Л. Д. Шевчеюсо. (71) Физике-механический институт нм. Г. В. Карпенко (53) 681.335 (088.8 ), (56) 1. Авторское .свидетельство СССР № 624238, кл. 4 06 Qi . 7/20, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 452006, кл. Qr 06 9-7/20, 1973 (прототип) . (54), (57) ИТРОИСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕ-: .

НИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ ИЗ СУМ- . МЫ КВАДРАТОВ- ДВУХ НАПРЯЖЕ- .

НИИ, содержащее четыре ключа и интегратор, причем вход интегратора соединен с выходом первого ключа, . о т л и ч а ю m е е с я тем, что, с далью расширения обпасти применения за..счет возможности обработки разнополярных входных напряжений, в него введены генератор тактовых импульсов, триггер, генератор эиа оненпиально уйявакщего напряжения, дафференцирукщая RC-цепь, первая и вторая . схемы сравнения, сумматор по модулю два и элемент И, „,SU„„1015396 А выход генератора тактовых имнулъсов соединен с информационными входами ге.!

Ф йератора „причем экспойенпиально

,убывающего напряжения, тригг9ра, дифференпирукщей Й С.-пепи, лераым входом сумматора но модулю два и первым входом элемента И, а первый и второй выходы триггера соединены соответвтвенно с управлякщими входами второго s

l. третьего ключей, выходы, ксто1рых обьединены и подкпючены к первому входу первой схемы сравнения, второй aug которой подключен к выходу д фференщ рую щей ф пепи исигнальновц вжодучетвертого ключа, выход первой-схемы сравнения подключен к второму входу сумматора по модулю два, выход. которого соединен с управляюшим входом первого ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора эжпоненциально убывакщего нюряжения и первому входу второй схемы сравнения, второй вход кото-

: Ф рой соединен с выходом интегратора, а выход второй схемы сравнения соединен с вторым входом элемента И, выход ко- Ф торого подключен к управлякщему azcey четвертого ключа. выход которого яв- ф3 лается выходом устройства. С©

1015396

Ф

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике и может быть испрльэовано в вычислйтель: ных моделирующих устройствах.

Известно устройство среднеквадратич ного сложения, содержащее схему срввн ння, коммутатор и сумматор (1 ) .

Однако данное устройство не .обладает достаточной точностью.

Наиболее близким к предлагаемому по. 10 технической сущности является устройство среднеквадратичного сложения, содержащеее широтно- импульсный модулятор, четыре ключа, интегратор, инвертор и шесть резисторов, причем входные напряжения 35 через соответствующие масштабные резисторы подключены к входам ключей, управляющие входы ключей — к выходу широтно-импульсного модулятора, выходы двух ключей обьединены с входом шнротйо- 0 импульсного модулятора, выходы двух до полнительных ключей соединены с соответствующими входами интегрируквцего усилителя, внход которого через дополнительный масштабный резистор соединен с 25 входом широтно-импульсного модулятора . и через инвертор и масштабные резисто. ры с входами дополнительных ключей.

В .данном устрой=тве для вычисления квадрм ного корня иэ суммы квадратов 50 двух напряжений формируется импульсный сигнал, среднее значение напряжения которого пропорционально квадратному корню из суммы квадратов входных напряжений; (2 .

Известное устройство не обладает soN можностью определения корня квадратно-. го иэ суммы квадратов.входных напряже- .. ний противоположных знаков. Кроме того, ошибка и диапазон работы этого устрой-4р ства, в основном, зависят m нелинейности работы широтно-импульсного мод)иятора.

Цель изобретения — распюирение обласи применения за с т ВоаможнОсти D6- 45 работки разнополярных входных напряженийй.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для извлечения квадрм ного корня иэ суммы квадратов двух 5 напряжений, содержащее четыре ключа и интегратор, причем вход интегратора соединен с выходом первого ключа, введены генератор тактовых импульсов, триггер, генератор эвс юнен3жально убйвающего напряжения, дифференцирукзцая

55 ,МС-цепь, первая и вторая схемы сравнения, сумматор по модулю два и элемент И, причем выход генератора такто2 вых импульсов соедннен с информационными входами генератора эжпоненцивль но убывающего напряжения, триггера, дифференпирующей РС -.. цепи, первым входом суммвтора по модулю два и первым входом элемента И, в первый и второй выходы. триггера соединены,соответствен," но с: управляющими входами второго и третьего ключей, выходы которых объе- . динены и подюпочены к первому входу первой схемы сравнения, второй входкоторой подключен к выходу днфференцирукецей рС -цепи и сигнальному. входу четвертого ключа, выход первой схемы сравне-ния подключен к второму входу сумматора по модулю два, выход которого соединен с управляющим нходом первого ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора экспоненциальио убываl ющего напряжения н первому, входу второй схемы сравнеийя, второй вход кото-. рой соединен с выходом интегратора, а выход второй схемы сравнения соединен с вторым входом элемента И, выход которого подктпочен к управляющему входу четвертого ключа, выход которого является выходом устройства.

На фиг. 1 представлена функционвш ная схема предлагаемого устройства; нв фиг. 2 — диаграмма его напряжений.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 экспоненцивльно уйавающего напряжения1триггер.

3, дифферениируюшую ЙС-цепь 4, юпочн

5 - 8, ивтегрвтор 9, первую 10 и вторую 11 схемы сравнения, сумматор 12

tto модулю два и логический. элемент И 13.

Устройство работает следукипйм "образом.

Входные напряжения 0> и 0 поступают на сигнальные входы второА и третьего ключей 5 и 6, управляемые импульс-, ными напряжениями, снимаемыми с первого и второго выходов триггера 3, котю» рый делит .Импульсный сигнал генератора

1 тактовых импульсов на два. Поскольку выходы ключей 8 и 6 объединены между собой и управляющие .импульсные напря-. жения этих ключей сдвинуты на 1ЪО@, их выходным сигналом будет поочередное следование уровней напряжения

0 иО

У !

Ввйду того, что выход генератора 1 тактовых ймпульсов соединен q вторим входом первой схемы 10 сравнения через дифференрирующую QC.-цепь 4, нв

: 1018396

Втором входе етой схемы сравнения будет импульсное. напряжение, которое можно. представить следующим образом

AT «г (Зп+1)т

U Q+p Qxp если пТ414 .0 Г

-Upe P P OChH. g 4+- (AgP < (2п+ c . (2п+:()Т

-2Т.

- (t)= где ц ; амплитуда 1 мпульса

Для случая ПОложительных значений

2Ф входных найряжендй 0< и 0 логическое произведение А . В О, а

ВА. « а джтельность четиы, импулвсов

Ц ! 92 =L.Оп—

М.

2 ц

Иьпц ньсы первой аиемы 10 сравне-.; . ния постуиают íà второй аиод суммато-:

p& 12 -lIo модщиО двгу парный вход к@то рого соединен с выходом генератора 1 тактоиьис имщипсов. Сумматор 12 по модулю.два вькпжняфт логическую опера» цию

А;- .В + В -А, .где в зависимости от времени

ЭФ

Иередними фронтами и срезами им пульсов генератора 1. запускается генера. тор 3. эзспоненциально убывающего нап1 I ряжения, в. катаром постояинаи времени в два раза меньше постоянной- времени . ifC aeeji 4: (Гс ) it аьвлитуда импульс ов Ц, > О. аЭ . Вмход генератора 2 экспоненцнально убь@аюйюго .напряжения соединен с сиг нальнмм йиодом первого «люча 7, управляемого. импульсами сумматора 12 по модулю два. -: В результате такого

56 управлении с выхода: первого клю-. ча 7 снимаются ограниченные во времени импульсы генератора 2 експонейциально убывающего напряжения..

И

Вольт-секундйая. площадь первого импульса ключа 7 определяется выра-: жением где Т - период-следования йытульаов генератера 1;

1 - постоянная..времени ЯС.цепи 4;

Ь О,1,2,3,4...;цО амплитудное зн напряженйя днфференйируюаей

gg, цени 4е

При рабате устройства для изнпечу-. ния квадратного корня из суммм квадра; тов -двух напряжений возможны щ @ е состояния входньйс напряжений .

0„ 0, 0„> 0;

О„>о, Ui< 0

, оs Оу >0> о„< о, о„<о.

: Если Oх>0 и U > О, то с выхода первой схемы 3;О сравйення снимается иьяцяианаа цоСледовательность,:длительность нечетных имиушсов которой

8,™М ц, У„

О к

U если Оса-atn

О, если -t. 9q A<1 <Т, 0х <

0 „если T

О, eche - Г0п- +Та t 2T, 0

Ц если: Q <44:—

;Т н 2

Ф= т

4 Т ох

P:еФлй 0 И 4е-%Мп — >

», . . 0 о

Т

0 если -. ф < с

ФФ - uô 2

О,. 8сли — 4 t 4-с Ь +Т, Т м

u0 .

0: 3Т

Ц йслц -t,51 - +Т<Ы в1 00 2

101839В 6 хода этого интегратора снимается уровень напряжения равный г .

7 uõ -, cH= — — — 0 го 2о U< exp и

- Еп— к

U0.

Уровень напряжения. О поступает на второй вход второй схемы 11 сравнения и сравнивается, с эюпоненциапьно уоываю и . шим натряжением генератора 2,. которое поступает на первый вход второй схемы

11 сравнения. Момент сравнения м exp — — у

Т

7 а воль|гсекундная плошадь второго ищущ са первого «люча 7

3l

-т

U,ехр Т ехр

О

-

"о си„ è, Т вЂ” ехр —ти, г ()

Поскольку выход первого юпоча 7 2з соединен с выходом интегратора 9, с вь 0, если 0

Оо,если ." Pn " (U +U×- — expLII .< < —, О.

О, Если — 4 6 Т- — 9п U2+g> - — акр

T С °"

2- - .2 „Р х 4-Т

Имцтьсы логического элемента К 13 управляют работой чютверто о ключа я . 40 на сигнальный вход которого поступает напряжение фС-цепи. 4, изменякзцееся ао времени по .экспоненциапьному закону.

:5 = О ехр — Ж=

/ 6 о г

Виду того, что эхо «4 и exP — — (

Т

Я б б / 2 2 б / т u„+u - — u ехр --.

9 2TU " 1Т о (ч определяется передним фронтом импульсов второй схемы 11 сравнения.

В результате логического произведения иьяульсных сигналов второй схемы

11 сравнения и генератора 1 тактовьк импульсов, осуществляемого логическим элементом И 13, с выхода последнего сиимается импульсный сигнал

В результате такого управления с выхода четвертого ключа 8 снимаются импульсы, ограниченные во времени. Вольтсекундная плошадь выходного единичного импульса равна

5 ма%

В остальныхслучаях соотношения знаков входньк напряжений вольтсекундная пло-

1018396 8 шадь единичного импущьса выходного можности проиэводить измерение квадратсигнала устройства среднеквадратичного ного корня иэ.суммы квадратов входных сложения равна значению согласно диатрам- напряжений как одинаковых так и про. мэ напряжений (Фиг. 2). тивоноложных энаков и повышении точно гехнико-экономический эффект предна- S. сти аэроэлектроразведки по методу длингаемого .устройства эаключается в воэ- ного кабеля.

101 53е6

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ЧЪ

«}

Редактор Ю. Ковач

Заказ 3217/46

Составитель В. Жирнова

Техред Ж.Кастелевич Корректор С. Шекмар

Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьгжй

113035, Хосква, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5