Устройство для возведения в квадрат

 

Союз Соаетскик

Социанистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ

«»813463 (б1) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 020179 (21) 2725573/18-24 с присоединением заявки ¹ (2З) Приоритет

Опубликовано 1 50381Ьюллетеиь Н9 10

Дата опубликования описания 20,0381 (51) м. )(л.з

G G 7/20

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УД)(681. 335 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ч. Г. Туманов и В. Д. Циделко

Ф (Киевский ордена Ленина политехнически институт им. 50-летия Великой Октябрьской социрлисймйййфй;..феволк1ции (71) Заявитель

{ 54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для функционального моделирования и в измерительных устройствах.

Известны диодные квадратичные преобразователи, содержащие нелинейные диодные элементы и суммирующее устройство j1) .

Недостатками данных квадраторов являются ограниченная точность (0,51Ъ), узкий частотный диапазон так как при увеличении числа участков аппроксимации возрастает суммарная емкость диодов, включенных параллельно,15 и низкая надежность.

Ближайшим по техническому решению к предлагаемому является двухканальный квадратичный преобразователь, содержащий п аппроксимирующих ячеек 2О в основном канале, входы которых соединены со входом устройства и с источником напряжения смещения. Вход устройства и выходы диодных ячеек соединены со входами сумматора. Корректирующий канал содержит источник опорного напряжения, вход и выход которого соединены со входами вспомогательного сумматора, выход которосоединен со входом инвертирующего. ЗО усилителя и квадратора, выходы которых подключены ко входам первого сумматора )2j .

Недостатками данного устройства являются ограниченная точность, значительные аппаратурные затраты и соответственно низкая надекность.

Цель изобретения — уменьшение аппаратурных затрат, повышение точности и надежности.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для возведения в квадрат содержащем и аппроксимирующих ячеек, первые входы которых подключены к источнику входного напряжения, вторые входы — к источнику напряжения смещения и входу первого сумматора, а выходы и аппроксимирующих ячеек сое« динены с соответствующими входами первого сумматора, и второй сумматор, выход которого через квадратор соединен со входом первого сумматора, входы второго сумматора подключены к выходам аппроксимирующих ячеек и источнику напряжения смещения.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на Аиг. 2 - напряжение в характерных точках схемы.

Устройство для возведения в квадрат содержит аппроксимирующие ячейки

813463

1 -1„, входы которых подключены ко

1 входу устройства и к выходу источника 2 напряжения смещения. Выходы аппроксимирующих ячеек 1„ -1„ подключены ко входам сумматоров 3 и 4. Выход

1 сумматора 4 через квадратор 5 под5 ключен к входу сумматора 3.

Входы сумматоров 3 и 4 также соединены с выходом источника 2 напряжения смещения.

Работа устройства происходит следующим образом.

С помощью аппроксимирующих ячеек

1 -1 и сумматора 3 образуется кусочно-лйнейное приближение квадратичной функции. На выход сумматора 4 иэ входных напря>хений аппроксимирующих 15 ячеек 1 — 11 формируется энаконеременная треугольная Аункция X (фиг. 2), из которой квадратором 5 создается периодическая функция X> = Х Х,. В сумматоре 3 она смещается найряжением Щ смещения Х, . Таким образом, образуется периодическая функция коррекции Х», корректирующая отклонение кусочно-линейного приближения от заданной квадратичной характеристики. 25

На примере первого участка аппроксимации покажем, что при заданной погрешности квадратора функция коррекции Х в предлагаемом устройстве моk жет быть получена с большей точностью, чем в известном.

В известном устройстве функция коррекции Х образуется как разность между отрезком параболы и прямой, проходящей через его конечные точки

»- Х ° X """" где Х вЂ” максимальное выходное напряМ жение квадраторар

Х вЂ” конечное значение Х первого участка аппроксимации; 40 д, Х вЂ” абсолютное значение погрешк . ности квадратора.

Без учета л Х Х имеет максимум приХ=Х"/2, который равен Х„„/+.

В предлагаемом устройстве Функция коррекции Х„ на первом участке формируется в соответствии с зависимостью

Хк = Х . Х,— Х, +ЬХ»щ, т. е. Х„= и

= <2 — >) Х,1 — Х + ЛХ . В этом случае максимум Х» равен Х,„.

Таким образом, погрешность квадратора X приведенная к максимальному значению X в предлагаемом устройстве в 4 раза меньше по сравнению с известным. Полученный вывод справедлив и для остальных участков аппроксимации.

Это позволяет при заданном количестве участков кусочно-линейной аппроксимации в основном канале и заданной погрешности квадратора реализовать квадратичную характеристику с меньшей погрешностью или при той же погрешности квадратичного преобразователя в 2 раза уменьшить число участков кусочно-линейной аппроксимации основного канала, т. е. почти в 2 раза уменьшить аппаратурные затраты в основном канале и соответственно повысить надежность устройства.

В то же время в предлагаемом устройстве отсутствует инвертирующий усилитель, что позволяет снизить аппаратурные затраты и также способст"вует повышению надежности.

Формула изобретения

Устройство для возведения в квадрат, содер>кащее и аппроксимирующих ячеек, первые входы которых подключены к источнику входного напряжения, вторые входы — к источнику напряжения смещения и входу первого сумматора, а выходы и аппроксимирующих ячеек соединены с соответствующими входами первого сумматора, и второй сумматор, выход которого через квадратор соединен .со входом первого сумматора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения аппаратурных затрат, входы второго сумматора подключены к выходам аппроксимирующих ячеек и источнику напряжения смещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смолов В. Б. Диодные Функцио-нальные преобразователи. Л., "Энергия", 1967, с. 106-108.

2. Авторское свидетельство СССР

9 550650, кл. G 06 G 7/20, 1975 (прототип).