Устройство для извлечения корня

 

Изобр етение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти широкое применение при проектировании аппаратуры в измерительной технике, устройсвах связи и системах автоматического управления. Цель изобретения - повышение точности устройства для извлечения корня. Основу устройства составляют операционный усилитель 1 и квадратор 4. Достижение поставленной цели обеспечивается введением в схему устройства вспомогательного корнеизвлекающего блока 7, вход которого соединен с выходом операционного усилителя 1, а выход - с выходом устройства. 1 ил. i сл

СООЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧН:НИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„> 377 цц 4 С 06 С ?/20 ч .

Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ью4 :

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPM (21) 4063422/24-24 (22) 29.04,86 (46) 29.02.88. Бюл, У 8 (71) Институт проблем управления (автоматики и телемеханики) (72) В.В.Каширин и В.С.Попов (53) 681. 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

ll 651362, кл. G 06 G 7/20, 1977.

Тимонтеев В.Н,, Величко Л.И., Ткаченко В.А.Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре. M.: Радио и связь, 1982, с. 63, рис. 4.16. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОРНЯ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти широкое применение при проектировании аппаратуры в измерительной технике, устройсвах связи и системах автоматического управления, Цель изобретения — повышение точности устройства для извлечения корня. Основу устройства составляют операционный усилитель 1 и квадратор 4. Лостижение поставленной цели обеспечивается введением в схему устройства вспомогательного корнеизвлекающего блока 7, ю вход которого соединен с выходом операционного усилителя 1, а выход — с выходом устройства. 1 ил.

1377877 t0!

Х вЂ” Х Х вЂ” CY2

) (1) э

I где Х вЂ” напряжение на инвертирующем входе ОУ, 1;

R — сопротивление резистора 2

R — сопротивление резистора 3.

Выходное напряжение Y связано с величиной Х следующим образом !

Y=A -ХК) ! (2)

55 где А — масштабный коэффициент вспомогательного корнеизвлекающеИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах для извлечения квадратного корня из сигналов, представленных в виде напряжений отрицательной полярности.

Цель изобретения — повышение точности.

Схема устройства представлена на чертеже, Устройство для извлечения корня содержит операционный усилитель (ОУ)

1, первый 2 и второй 3 масштабные резисторы, квадратор 4, третий масштабный резистор 5, выпрямительный диод 6, вспомогательный корнеизвлекающий блок 7.

Из-за наличия диода 6 напряжение на входе вспомогательного корнеизвлекающего блока 7 может быть только положительным, поэтому в качестве вспомогательного блока 7 необходимо использовать корнеизвлекающее 25 устройство, рассчитанное на работу с положительным входным сигналом. Масштабный коэффициент вспомогательного корнеизвлекающего блока 7 может быть как положительным, так и отрицательным. Точность вспомогательного корнеизвлекающего блока 7 может быть достаточно низкой.

Устройство работает следующим

O6Pa9OM °

Входное напряжение Х через резис35 тор 2 поступает на инвертирующий вход

ОУ 1. На этот же вход через резистор 3 поступает сигнал с выхода квадратора 4, равный СУ, где С - масш- 40 табный коэффициент квадратора 4, причем С П, У вЂ” выходное напряжение устройства.

Из условия равенства токов на инвертируемом входе ОУ 1 получим го блока 7, который может быть как положительным, так и отрицательным, К вЂ” коэффициент усиления ОУ 1.

Коэффициент передачи открытого диода 6 принимаем равным единице.

Исключив из выражений (1) и (2). ! величину Х, после ряда преобразований найдем у + 2.

R

Знак выходного напряжения Y определяется знаком масштабного коэффициента А вспомогательного корнеизвлекающего блока 7. Знак минус перед Х указывает на то, что входное напряжение Х должно быть отрицательным.

Таким образом, выходное напряжение устройства для извлечения корня прямо пропорционально квадратному корню из входного сигнала.

Резистор 5 служит для уменьшения влияния входных токов ОУ 1 на точность устройства. Диод 6 служит для повышения устойчивости устройства.

Из выражения (3) найдем относительное изменение выходного напряжения (3 = hY/Y),îáóñëîâëåííîå нестабильностью величин К и A т.е. относительную погрешность устройства. После возведения обеих частей уравнения (3) в квадрат, логарифмирования и дифференцирования полученного выражения, переходя от бесконечно малых величин к конечным приращениям, после преобразований получим

R2+R з+А2 KCR2 А К

Пусть масштабный коэффициент А вспомогательного корнеизвлекающего блока 7 равен р (5) где m — произвольное число.

Отметим, что при m = 1 модуль масштабного коэффициента вспомогательного корнеизвлекающего блока 7 равен модулю масштабного коэффициента устройства для извлечения корня (см. формулу (3)), Выражение (5) можно представить следующим образом:

1377877

А> КК, А2 ш2

Ry

Rz инвертирующий вход которого через первый и второй масштабные резисторы подключен соответственно к информационному входу устройства и выходу квадратора, вход которого соединен с выходом устройства, выход операционного усилителя соединен с анодом выпрямительного диода, а неинвертирующий

10 вход через третий масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введен вспомогательный корнеизвлекающий

15 блок, вход и выход которого соединены соответственно с катодом выпрямительного диода и выходом устройства.

R + з+А КСК откуда

R +R +A KCR< = m R К и выражение (4) примет вид о= — — — — (— -+05 ) ° (6)

Rg+R з ЬА ЬК

m2R K А

Формула изобретения

Устройство для извлечения корня, содержащее операционный усилитель, Составитель Н.Зайцев

Редактор И.Рыбченко Техред М.Дидык Корректор М.Шароши

Заказ 876/47 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4