Квадратор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С ИТИЛЬСТВУ Сфюз Сфветскик Сфциаимстнчесюфа Распублнк(51)М. Кл 3 О 06 6 7/20 Государственный комитетСССР по дедам изобретениЯ н открытий(088.8) Дата опубликования описания 300681(72) Автор .изобретемия Ю. Б. Виленкин 71) Заявитель ый си квадр дина мах с иг расш на прв л 2 Дополнительный блок аппроксимации содержит сумматор, выход которо го является выходом дополнительного блока аппроксимации, квадратичный функциональный преобразователь, вхо 30 которого является первым входом доИзобретение относится к аналоговой вычислительной технике.Известен квадратор, содержащий полевой транзистор сумматор и делитель напряжения 11 .Его недостатками являются токовый характер выходного сигнала и низкая точность, обусловленная неидеальностью характеристик полевого транзистора и их температурной нестабильностью.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является квадратор, содержащий блок аппроксимации, блок выделения модуля, Ф вход которого является входом квадратора, а выход подключен ко входу блока аппроксимации, выход блока аппроксимации является выходом квадратора Г 21. 29.Недостатком этого атора является ограниченный мический диапазон преобразуе налов.Цель изобретения ирение динамического диагазо еобразуемых сигналов.Поставленная цель достигается тем, что квадратор, содержащий блок аппроксимации, блок выделения модуля; выход которого подключен ко входу блока аппроксимации, содержит дополнительный блок аппроксимации и блок выделения минимального сигнала, а блок выделения модуля выполнен на сумматоре, диодном ограничителе, вход которого является входом квадратора, и сумматоре, выход которого подключен ко входу освовиоо блока аппроксимации, первый вход - ко входу, а второй вход - к выходу диодного ограничителя, перв вход блока выделения минимального нала подключен к выходу основного блока аппроксимации, второй вход - к выходу дополнительного блока аппроксимации, а выход является выходом квадратора, первый и второй входы дополнительного блока аппроксимации подключены соответственно к выходу сумматора и к выходу сумматора блока выделения модуля, первый вход сумматора подключен ко входу,а второй ход - к выходу диодного ограничитеО Формула изобретения волнительного блока аппроксимации, а выход соединен с первым входом сумматора дополнительного блока аппроксима- ции, диодный элемент, вход которого является вторым входом дополнительного блока аппроксимации, а выход соединен со вторым входом сумматора дополнительного блока аппроксимации.На фиг. 1 приведен квадратор, блок-схема 1 на фиг. 2 - его характеристика. Квадратор содержит блок 1 аппроксимации, блок 2 выделения моцуля, выполненный на диодном ограничителе 3,сумматоре 4 и сумматоре 5, дополнительный блок 6 аппроксимации выполненный на сумматоре 7, диодном элементе 8 и квадратичном функциональномпреобразователе 9, блок 10 выделенияминимального сигнала, выполненный нарезисторах 11, диодах 12 и суммато- Щре 13.Квадратор работает следующимобразом.Выходная характеристика квадратора.формируется с помощью блока 10 выделения минимального сигнала из характеристики основного блока 1 аппроксимации .(см. кривую а на фиг. 2) ихарактеристики дополнительного блокааппроксифЕции (см.кривую б на фиг.2)Если модуль входного сигналаха, где а - точка сопряженияхарактеристик, то диодный элемент 8закрыт и выходное напряжение блока бопределяется только выходным напряжением квадратичного функциональногопреобразователя 8. При этом величинавыходного сигнала основного блока 1аппроксимации постоянна и равна Ф:(с точностью до постоянного коэффициента, одинакового для всех эначений выходных сигналов блоков 1 и б),Поэтому при )хс а выходное напряжение блока 10 равно хЯ.Если модуль входного сигнала1 х) а, то включается диодный элемент 8 и выходное напряжение дополнительного блока б аппроксимациипревышает величину х. При этом выходное напряжение блока 1 равно хПоэтому при х ) ) а выходное напряжение блока 10 также равно хДля обеспечения расширения динамического диапазона преобразуемыхсигналов необходимо достаточно точновоспроизводить параболу в областималых значений. входных сигналов,В"предлагаемом квадраторе этодостигается следующим образом.Допустим, что значение входногосигнала в точке сопряжения х=а=Даигде а - шкала .входного сигнала 60Макквадратора и квадратичного функционального преобразователя 9. Выбравкоэффициент передачи сумматора 4 равным 10, можно обеспечить полный размах входного сигнала квадратичного 65 функционального преобразователя 9 и полное использование его точностных возможностей. В сумматор 4 необходимо ввести ограничение для исключения перегрузки усилителя сумматора 5 и его влияния на точность блока 2 при х ) а. Для обеспечения необходиьых масштабных соотношений коэффициент передачи сумматора 7 по первому вхо" ду должен быть равен - "В этом случае квадратичный функ циональный преобразователь 9 средней точности с погрешностью 0,1 шкалы выходного сигнала, обеспечит при х = - . следующую величину относиМтельйой погрешности преобразованияО 1.0 01О,О 1В то же время квадратор-,прототип с величиной погрешности 0,01 шкалыО 1 ОО имеет при входном сигнале х:О: иаы следующую относительную погрешность0,01б" = 1 = 1 = 100 а(тк)Другим условием расширения динамического диапазона сигналов, преобразуемых квадратором, является высокая точность работы блока выделения минимального сигнала 10 при малых значениях входного сигнала х. Известно, что диодно-реэистивные схемы выделения минимального сигнала имеют наибольшую погрешность при близких значениях сравниваеьых сигналов. В предлагаемом квадраторе напряжения, подаваемые на входы блока 10 при ха, существенно различаются (фиг. 2), что позволяет обеспечить высокую точность и облегчает температурную компенсацию блока 10Таким образом, предлагаемый квадратор позволяет преобразовать малые входные сигналы с большей точностью, чем прототип, что существенно расширяет динамический диапазон преобразуемых сигналов. 1Квадратор, содержащий блок аппроксимации, блок выделения модуля, выход. которого подключен ко входу блока аппроксимации, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона преобразуемых сигналов, он содержит дополнительный блок аппроксимации и блок выделения минимального сигнала, а блок выделения модуля выполнен на сумматоре, диодном ограничителе, вход. которого является входом квадратора, и сумматоре, выход которого подключен ко входу основного блока аппроксимации, первый вход - ко842849 5входу, а второй вход - к выходу диодного ограничителя,первйй вход блокавыделения минимального сигнала подключен к выходу основного блока аппроксимации, второй вход - к выходудополнительного блока аппроксимации,а выход является выходом квадратора,первйй и второй входы дополнительного блока аппроксимации подключенысоответственно к выходу сумматора ик выходу сумматора блока выделениямодуля, первый вход сумматора подключен ко входу, а второй вход - к выходу диодного ограничителя,2. Квадратор по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что дополнительныйблок аппроксимации содержит сумматор, 15выход которого является выходом дополнительного блока аппроксимации,квадратичный функциональный преобразователь, вход которого являетсяпервым входом дополнительного блркааппроксимации, а выход соединен спервым входом сумматора дополнительного блока аппроксимации, диодныйэлемент, вход которого является вторым входом дополнительного блока аппроксимации, а выход соединен со вторым входом сумматора дополнительногоблока аппроксимации.1 источники информации,принятые во внимание при экспертиэе1, Авторское свидетельство СССРВ 437092, кл. О 06 6 7/20 1974.2. Лебедев А. Н. Счетно-решающиеустройства. М., фМашиностроение"1966, с289, фиг. 186(прототип),2 Тираж 745 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб д.