Устройство для извлечения квадратного корня

 

1 т

ОПИС Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

А Й"Ю

Союэ Советских

Социалистических

Респубпик (11) 620986

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 28.03,76(21)2340379/18-24 с присоединением заявки № (2;) Приоритет

2 (51) М. Кл.

C О6С ЯО

Государствоииай комитет

Соввтв Ииииотров СССР ао деяаи изобретений и открытий (53) УДК 681.335 (088,8) (43) Опубликовано25.08.78.Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 12.07.78

В. А. Лабунов, В, А. Сокол, А. А, Можухов и С. Г, Хиыстов (72) Авторы изобретения

Минский радиотехнический институт (71) Заявитель.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО

КОРНЯ

Изобретение относится к обпасти анапэговой вычислитепьной, техники и может быть испопьзовано в вычиспитепьных машинах и модепируюших устройствах.

Известно устройство дпя извпечения квадратного корня, содержашее бпок срав-, нения, входы которого подкпючены к выходу источника входного сигнапа и выходу бпока умножения, апектронный ключ, квантующий генератор, генератор тактовой частоты и пифро-анапоговы и преобразователь, при» чем входы ключа связаны с выходами бпока сравнения и квантуюаего генератора, выход кпюча соединен со счетным входом счетчика, вход сброса счетчика подкпючен к генератору тактовой частоты, а выходы счетчика соединены с аифро-ана- логовым преобразователем, одкпюченным своим выходом к входам блока умножении (1) .

Недостаток этого устройства сножная сумная реапгзадия, что не позвопяет использовать его при проектировании ана поговых, вычиспитеней в виде гибридных интегральных схем.

Наиболее бпизким к предпоженному изобретению явпяется устройство, которое содержит неуравновешенный реэистив ный мост и усипитепь, выход которого явпяется выходом устройства P).

Недостатки этого устройства - низкая, точность операции извпечения квадратного корня, сбусповпенная непинейностыо функдии преобраэоми ия яеуравнавеиен10 ного резистивного моста и непоотоянством его чувства итеиьности дреоб- раэования, а также ниэкоь быстродействие устройства в реву пьтате инерционности прояессоэ нагрева фоторе1в эистора и TepMopesacTopa и щэоти.оса теп4. попередачи между фоторезистором и термо-. резистором, нахэдяшихся в неяосредствен» ном тепловом ижтакте.

Цепь изобретения - повышение точнос20 ти и быстродействия, Это достигается тем, что предложенное устройство содержит удравпяемый генератор пине йного напряжения, пкнейный преобразователь напряжение-сопро тивпение", управпяемый источник питания

620986 моста, эталонный резистор и два блока сРавнения, первый вход одного из которых подключен к входу устройства, второй вхоа подсоединен к первой клемме выходной диагонали неуравновешенного резистивного моста, а выход этого блока срав5 нения через управляемый генератор линейного напряжения соединен с входами усилителя и линейного преобразователя напряжение-сопротивление, включенного между первой клеммой диагонали питания не10 уравновешенного резястявного моста и его второй клеммой выходной диагонали, которая соединена с одним выводом эталонного резистора, второй вывод которого соединен со второй клеммой диагонали питания неуравновешенного резястивного моста, и первым входом второго блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу усилителя, а выход соединен с входом управляемого источника питания моста, выходы которого соединены с соответствующими клеммами диагонали питания неуравновешенного резистивного моста, вторая клемма диагонали питания которого соединена с третьям входом второго блока сравнения.

На чертеже изображена структурная схема устройства для извлечения квадратного корня.

Устройство содержят неуравновешен ный резистявный мост 1, линейный преобразователь 2 напряжение-сопротивление, эталонный резистор Э, управляемый источняк 4 питания моста, блоки 5 и 6 сравнения, управляемый генератор 7 линейного напряжения я усялятель 8.

Устройство для извлечения квадратного корня работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение ц на входе устройства т. е. на первом вхо- 40. де блока 5 сравнения отсутствует. Напряжение на втором входе блока 5 сравнения в этом олучае также отсутствует, следовательно на .выходе блока 5 сравнения я на входе я выходе управляемого генератора 45

7 напряжение равно нулю. При этом, напряжение U> на входе линейного преобразователя 2 напряжение-сопротивление вследствие отсутствия напряжения на выходе управляемого генератора 7 линейного напряжения равно нулю. В этом случае выходное сопротивление% > линейного преобразователя 2 напряжение-сопротивление, включенное в плечо неуравновешенного резястявного MocTBi 1, равно сопротяв« пеняю з эталонного резистора 3. Нап. ри кение, U в выходной диагоналя неуравновешенного резястявного моста l отсу гстиует, так как последний оказывается сбалансированным, независимо от наличия яли отсутствия напряжения в диагонали питания, которое является выходным напряжением управляемого источника 4 литания моста. Такое состояние устройства будет сохраняться до тех пор пока напряжение

V на входе устройства будет отсутствовать, при этом напряженяе У < на выходе устройства также равно нулю.

Если входное напряжение не равно нулю, т. е.Q>gg, то на выходе блока 5 сравнения появляется.разностный сигнал

32-U Ф О который является управляющим. ./ для управляемого генератора 7 линейного напряжения. Последний, наприме (, янтегрирует его в течение промежутка времени, пока не установится равенство напряжений на обрих входах блока 5 сравнения т. е. В = Ц . Интегрирование разS

Е ностного сигнала Ц - Х приводит к появлению и возрастанию напряжении

О > на входе линейного преобразовате» ля 2 напряжение-сопротивление и, соот ветственно, к изменению сопротивления плеча которое в этом случае будет определяться выражением R „.Ч,(L aU ). (j.) ( где я — постоянный коэффициент передачи линейного преобразователя 2 напряжение-сопротивление.

При этом баланс неуравновешенного резистявного моста 1 нарушается.

Одновременно с появленяем напряжения У на выходе управляемого генератора 7 лянейного напряжения на входе я, следовательно, на выходе усилителя 8 появляется сигнал. В этом случае выходное напряжение усилителя 8 является входным напряжением для блока 6 сравнении и определяется выражением. ц — р (2) их х где К - постоянный безразмерный коэффициент, чясленно равный величи- не К.

На выходе блока 6 сравнения появ« ляется разностный сигнал Ц, "lI >

1, так как напряжение Ц на эталонном ре зисторе 3 до этого момента было равно нулю. Интегрирование разностного напряжения 1Х -U на входе управляемого источника Ф питании моста приводит к появлению на его выходе и, следовательно, в диагонали питании неуравновешенного резистявного моста 1 напрялсеняяОл причем по мере интегряравания разностйр6 го сигнала Q - U !èïðEIæeíèå 0 на

Х эталонном резисторе будет стремиться к

U „. Изменение Оп@ будет происходить

1 до тех пор, пока U Э не станет равным Д,, т. е. пока не установится равенство

В этом случае в соответствии с теорией неуравновешенных мостов напряжение разбананса в выходной диагонапиУ ф

K и напряжение на эталонном резисторе. соответственно опреденяются выражениями

9-Опм q «g (Й

Э

Подставляя в выражение 5 значения и < В U, взятые соответственно из вы-, ражений 1 и 3 получим., решая выражеwe 5 относительно Ц и @ закон изменения напряжения в диагонали питания неураВнОВешеннОго резистивнОГО моста

1, при котором выпо ь;ется условие (3); со

Аналогично, подставпяя в выражение

4 значения «Яя НЦ,„ Взятые из выПЖ ражений 3 и 6, понучим с учетом Выражения 2, что

Выражение 7 дает веничину напряжения, которое сравнивается в блоке 6 сравнения с напряжением на входе устрой*-зП ства.

Как топько3 станет равным U. т. е. выпонняется условие рост напряжения на выходе управпяемого генератора 7 линейного напряжения прекратится, и на выходе его и, спедоватеньно, на входе усилителя 8, а также на so выходе всего устройства дня извлечения квадратного корня, как следует из выражением 7 и 8, установится равным

Так как величины К и К равны друг

Ф другу,,то в этом случае напряжение на выходе устройства равно

Таким образом, величина напряжения на выходе устройства пропорциональ;на корню квадратному от величины напряжения на входе устройства. формула изобретения

Устройство дня извлечения квадратного корня, содержашее неуравновешенный резистивный мост и усилйтепь, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с пенью говышения точности и быстродействия, .оно содержит управняемый генератор лилейного напряжения, линейный преобразоьатень напряжение-сопротивление, управляемый источник питания моста, этанонный резистор и два блока сравнения, первый вход одного иэ которых подкнючен к входу устройства, второй вход подсоединен к первой клемме выходной диагонапи неуравновешенного резистивного моста, а выход этого блока сравнения через управляемый. генератор линейного напряжения соединен с входами усини теля и линейного преобразователя напряжение-сопротивпение, включенного между первой клеммой диагонани питания неуравновешенного резистивного моста и его второй клеммой выходной диагонани, которая соединена с одним выводом эталонного резистора, второй вывод которого соединен со второй клеммой диагонали питания неуравновешенного резистивчого моста, и первым входом второго опока сравнения, BTopoII ВхОд которОГo под» кнючен к выходу усилителя, а выход соединен, с входом управляемого источ- .. ника пптачия моста, выходы которого соединены с соответствуюшими клеммами диагонани питания неуравновешенно-, го резистивного моста, вторая клемма диагонани питания которого соединена с третьим входом второго блока сравнен ия.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетеньство СССР

¹ 294150, ит. Q 06 Q 7/20, 1969.

2. Авторское свидетеньство СССР № 374619, кл. Q 06 g 7/20>1970, 620986

Составитель Г. Сорокин Редактор Т, Загребельиаа Техред 3, Фанта Корректор М. Леминк

Заказ 4661/46 Тираж 826 Подписное

UHHHHH Гжударстгенного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Реушскаа наб„д, 4/5

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