Частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня

 

ЧАСТОТНО-ИМПУДЬСНОК УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ/ содержащее пороговый элемент, выход которого, явлшощййся выходом устройства, подключен к входу формирователя импульсов, последовательно соединенные источник преобразуемого сигнала, первый и второй интеграторы , каждый из которых содержит операционный усилитель, в цепь обратной связи которого параллельно включены конденсатор и ключ, выход операционного усилителя является Выходом интегратора, а вход операционного усилителя через масштабный резистор подключен к входу интегратора , причем выход формирователя импульсов соединен с управляющими входами ключей первого и второго интеграторов ,-отличающееся тем, что, с целью повышения его точности , в него введены два делителя напряжения и алгебраический сумматор , причем первый суммирующий вход алгебраического сумматора соединен с выходом второго интегратора, а вы- je ход алгебраического сумматора подклю (Л чен к входу порогового элемента, входы первого-и второго интеграторов через первый и второй делители напря (жения подключены соответственно к второму суммирующему и вычитающему , S входам -алгебраического сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) А

3(59 G 06 G 7 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМЪ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (21) 3410730/18 24 (22) 19.03.82 (46) 07 ° 08. 83. Вюл. 9 29 (72) В. П. Компев, С.И. малафеев, В.П. Захаров и П.Б. Самойлов (71) Владимирский политехнический институт (53) 681.335(088.8) (56) 1. Тетельбаум И.И., Шнейдер Ю.P.

400 схем для ABN. М., "Энергия", с. 84, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 569025, кл. H 03 К 13/20, 1977 (прототип). (54) (57) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОИСТВО,ЦЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОРО

КОРНЯ,- содержащее пороговый элемент, выход которого, являющийся выходом устройства, подключен к входу формирователя импульсов, последовательно соединенные источник преобразуемого сигнала„ первый и второй интеграторы, каждый из которых содержит операционный усилитель, в цепь обратной связи которого параллельно включены конденсатор и ключ, выход операционного усилителя является выходом интегратора, а вход операционного усилителя через масштабный резистор. подключен к входу интегратора, причем выход формирователя импульсов соединен с управляющими входами ключей первого и второго интеграторов,.о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его точности, в него введены два делителя напряжения и алгебраический сумматор, причем первый суммирующий вход алгебраического сумматора соединен с, выходом второго интегратора, а вы- I ход алгебраического сумматора подклю чен к входу порогового элемента, вхо ды первого .и второго интегратороЪ.через первый и второй депители запря С

)жения подключены соответственно к

Ф второму суммирующему и вычитающему входам .алгебраического сумматора.

1С34050

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в схемах измерения действующего значения сигнала и для линеариэации характеристик датчиков.

Известны аналоговые устройства для извлечения квадратного корня, содержащие операционный усилитель и включенный в цепь его обратной связи квадратор 1.1).,10

Недостатком таких устройств явля ется низкая точность, обусловленная ошибкой выполнения операции возве-дения в квадрат, и малый динамический диапазон. 15

Наиболее близким к предлагаемому является частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня, содержащее пороговый элемент н подключенный к его выходу формиро я ватель импульсов, а также последовательно соединенные источник преобразуемого сигнала, первый и второй интеграторы на операционном усилителе с резистором на входе и парал" лельно соединенными конденсатором и разрядным ключом в цепи обратнойсвязи, причем выход формирователя импульсов соединен с управляющими входами разрядных ключей 1 23.

Недостатком известного устройства является низкая точность выполяения операции извлечения корня, что связа но с погрешностью, определяемой временем разряда конденсаторов инте-. граторов.

Цель изобретения - повышение точ ности выполнения операции извлечения квадратного корня.

Поставленная цель достигается 40 тем, что в частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня, содержащее пороговый элемент, выход которого, являющийся выходом устройства, подключен к входу формирователя импульсов, последовательно соединенные источник преобразуемого сигнала, первый и второй интеграторы, каждый из которых содержит операционный усилитель,. в цепь обратной связи которого параллельно включены конденсатор и ключ, выход операционного усилителя является выходом интегратора, а вход операционного усилителя через соответствующий масштабный резистор подключен к входу интегратора, причем выход формирователя импульсов соединен с управляющими входами ключей первого и второго интеграторов, введены два делителя напряжения и алгебраический сумматор, причем первы 60 суммирующий вход алгебраического сумматора соединен с выходом первого интегратора, а выход алгебраического сумматора подключен к входу порогово. го элемента, входы первого и второго 65 интеграторов через первый и второй делители напряжения подключены соответственно к второму суммирующему и вычитающему входам алгебраического сумматора.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня содержит источник 1 преобразуемого сигнала, интеграторы 2 и 3, алгебраический сумматор 4 пороговый эле-" мент 5, формирователь б импульсов, ключи 7 и 8, делители 9 и 10 напряжения, операционные усилители 11.и 12, сумматор, конденсаторы 13 и 14 и масштабные резисторы 15 и 16.

Частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня работает следующим образом.

При действии на выходе источника .1 преобразуемого сигнала напряжения

04 выходные сигналы первого 2 и второго 3 интеграторов изменяются в соответствии с уравнениями:

U;--K, fu,d =--к, и„ ; о

1 о,=-«,1о,а:«,Х«,и+ H.,-ô,«,«,u,t где К и k — коэффициенты передачи

3 первого и второго интеграторов соответственно.

Выходное напряжение алгебраического сумматора 4 равно

04=03+К9И -К 0 =-.,k,КЪЦ,e+K90+К2К, Ц4t где k H k. — коэффициенты передачи первого 9 и второго

10 делителей напряжения соответственно.

При достижении выходным напряжени ем элемента сравнения 4 напряжения переключения порогового элемента 5 U о последний переключается. В результате происходит запуск формирователя б. импульаов сброса, замыкание первого 7 и второго 8 ключей, шунтирующих конденсаторы 13 и 14 интеграторов, и возвращение последних в исходное состояние. Далее процесс периодически повторяется.

Момент переключения порогового элемента 5 определяется иэ соотношения

Î4 И К,О<> оО+ К и<> О где t - время от начала процесса интегрирования до момента переключения порогового элемента, Оно находится из решения последнего квадратного уравнения

1о+ д Я„ î

А, 1, - < 1,,,,0„

1034050

Если выбрать, »

Ф» Р 9 й»з

j- ъКх0.

20о то

Составитель Ю. Тараторин

Редактор Л. Филь ТехредМ.Гергель Корректор Г. Огар

Заказ 5627/52 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

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

3 с

TRK IccLK t О, то при О,k 7 0 . 4о к ..4. ° .

» +» к,»,. к,».р .Период следования выходных импульсов равен. сумме времени интегрирования t и времени разряда t =ф, +ф, ъ- . Я. к .1.

"ю К 2» ас/о

» к . k v,»у,Частота выходных.имйульсов равна

К

«

1О a a щ

»ь К»у»» V т.е. частота следования выходных импульсов строго пропорциональна квадратному корню из.входного сигна» ла..

Технико-экономический эФфект изо,.бретения заключается в повышении, точности устройства.