Устройство для возведения в квадрат

Свз Соаетскик Сецианистически к Республик(22) Заявлено 020179 (21) 2725573/18-24с присоединением заявки Мо(51)М. Кл.з 6 06 О 7/20 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий":;:,1олюции технически ьской социума исйМйЬМй Эе(54) УСТРОЙС ОЗВКДЕНИ ВАДРА овыхом пе г иевский ордена Ленина м. 50-летия Великой О Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для функционального моделирования и в измерительных устройствахИзвестны диодные квадратичные преобразователи, содержащие нелинейные диодные элементы и суммирующее устройство 13Недостатками данных квадраторов являются ограниченная точность (0,5- 1), 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 и аппроксимирующих ячеек 2 О в основном канале, входы которых соединены со входом устройства и с источником напряжения смещения. Вход устройства и выходы диодных ячеек соединены со входами сумматора. кор ректирующий канал содержит источник опорного напряжения, вход и выход которого соединены со входами вспомогательного сумматора, выход которосоединен со входом инвертирующего. ЗО илителя и квадратора ды котрых подключены ко входа рво осумматора 21,Недостатками данного устройстваявляются ограниченная точность, значительные аппаратурные затраты и соответственно низкая наде.кность.Цель изобретения - уменьшение аппаратурных затрат, повышение точности и надежности.Эта цель достигается тем, что вустройстве для возведения в квадратсодержащем и аппроксимирующих ячеек,первые входы которых подключены кисточнику входного напряжения, вторые входы - к источнику напряжениясмещения и входу первого сумматора,а выходы и аппроксимирующих ячеек соединены с соответствующими входамипервого сумматора, и второй сумматор, выход которого через квадраторсоединен со входом первого сумматора,входы второго сумматора подключены квыходам аппроксимирующих ячеек иисточнику напряжения смещения.На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на Фиг. 2 - напряжение в характерных точках схемы.устройство для возведения в квадрат содержит аппроксимирующие ячейки1 -1, входы которых подключены ко входу устройства и к выходу источника 2 напряжения смещения. Выходы аппроксимирующих ячеек 1 -1 подключены ко входам сумматоров 3 и 4. Выход сумматора 4 через квадратор 5 под 5 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 п и сумматора 3 образуется кусочно-лйнейное приближение квадратич-ной функции. На выход сумматора. 4 иэ входных напряжений аппроксимирующих 15 ячеек 1 - 1 1 Формируется энакоеременная треугольная дункция ) (Фиг. 2), из которой квадратором 5 создается периодическая функция Х = Х Х,. В сумматоре 3 она смещается найряжением 20 смещения Х, . Таким образом, образуется периодическая Функция коррекции Х корректирующая отклонение кусочно-линейного приближения от заданной квадратичной характеристики, 25На примере первого участка аппроксимации покажем, что при заданной погрешности квадратора функция коррекции Х в предлагаемом устройстве моКжет 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 точкиК ХХ" 1 ю кь где Х - максимальное выходное напряМжение квадраторарХ - конечное значение Х первогоучастка аппроксимации; 40д Х - абсолютное значение погрешВности квадратора. Без учета а ХХкимеет максимум приХ:Х"/2, который равен Х/+45В предлагаемом устройстве Функция коррекции Х на первом участке формируется в соответствии с зависимостью Хк = Х Х, - Х, +ЬХкщ, т. е. Х=2=2 -- 1)Х - Х + ЬХ. В этом случае максимум Х равен Х,. Таким образом, погрешность квадратора Х , приведенная к максимальному значению Х в предлагаемом устройстве в 4 раза меньше по сравнению,с известным, Полученный вывод справедлив и для остальных учасков 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 изобретенияУстройство для возведения в квадрат, содержащее и аппроксимирующихячеек, первые входы которых подключенык источнику входного напряжения, вторыевходы - к источнику напряжения смещения и входу первого сумматора, авыходы и аппроксимирующих ячеек соединены с соответствующими входамипервого 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 уменьшенияаппаратурных затрат, входы второгосумматора подключены к выходам аппроксимирующих ячеек и источнику напряжения смещенияИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Смолов В. Б. Диодные функциональные преобразователи. Л., "Энергия",1967, с. 106-108.2. Авторское свидетельство СССРР 550650, кл. 6 06 6 7/20, 1975 (прототип),