Квадратор

(51)4 С 0 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ системах ления. Ц точности содержит ник 1 оп симирующ ско-тех- идрофизи нструктоорскогоН УССР етельст С 7/20, ельство о С 1979.СССР1980. нос к анало и может ованных ехнике оматиз ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ Д ВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Специальное конологическое бюро Мческога института А(57) Изобретение отвой вычислительнойиспользоваться в авт измерения контроля и управ ль изобретения - повышение и быстродействия. Квадрато выходной сумматор 5, источ рных напряжений и п аппрок х ячеек 2, -2, включающих ключ 7, компаратор 8 и сумматор 6,а также резистивную матрицу 4 и резистивную управляющую матрицу 3, Врезультате схема может быть унифицирована, каждый каскад выполнен наоднотипных элементах, используемыерезисторы матриц не требуют предварительного расчета, а схема настройки. Повышена точность за счет исключения аппаратурной погрешности, 1 ил(2) 55 Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике иможет быть использовано в автоматизированных системах измерения, контроля и управленияЦель изобретения - повышение точности,На чертеже приведена Функциональная схема квадратора.Квадратор содержит источник 1 опорных напряжений, и аппроксимирующих ячеек 2,.,2, резистивную управляющую матрицу 3, резистивную матрицу 4, выходной сумматор 5, каждая из и аппроксимирующих ячеек содержит сумматор 6, ключ 7, компаратор 8. Источник 1 опорных напряженийпредназначен для создания опорных1напряжений а= а, (-), где т - номер узла от 1 до и, которые подаются на входы опорного напряжения соответствующих аппроксимирующих ячеек,Резистивная матрица 4 предназна чена для того, чтобы напряжения, поступающие с выходов аппроксимирующих ячеек 2 .2 передать на выходной сумматор 5 в виде суммы, в которую они входят с различными коэффициентами, Напряжение на выходе резистивной матрицы 4 будет иметь вид т 1 1Б = К, - а, тп, + - а,тп, 35(2) а шт +(2) атшп р (1) где а,а - напряжения на выходах аппроксимирующих ячеек 2, -2, равные напряжениям на инвертирующем входе 40 соответствующего компаратора 8 и ключа 7.Резистивная управляемая матрица служит для того, чтобы напряжения с выходов сумматоров 6, -6 передать на 45 выходной сумматор 10 в виде суммы, в которую они входят с различными коэффициентами. зЪ т +( ) Ь.ш++ 1 1 2+(2) Ь;т; ( в ) Ьтп+ 1 с 1где Ь,.,Ь - напряжения на выходахсумматоров 2,-2; шш ш- модуль, указывающий на Факт срабатывания соответствующего компаратора 8, - 8, ш; = 1, если компаратор 8; сработал, т,е, напряжения на входе компаратора Я, выше а и ш;= 0 в противоположном случае,Все сумматоры работают с единичным коэффициентом передачи, Компараторы 8, -8 предназначены для сравнения входного напряжения каждого каскада с напряжением, поступающим с соответствующего выхода источника 1 опорных напряжений,Коэффициенты передачи К 2 и КЗ определены способом включения резистивной управляемой матрицы 3 и резистивной матрицы 4Их отношение должно быть равно Квадратор работает следующим образом.Входное напряжение квадратора поступает на вход сумматора 2, икомпаратора 8 Если входное напряжение превышает опорное напряжение компаратора 8 то он срабатывает и его выходное напряжение поступает на управляющий вход ключа 7, и управляющий вход 3, резистивной управляемой матрицы 3, С выхода ключа 7, напряжение поступает на инвертирующий вход сумматора 6, и на соответствующий этому первому каскаду информационный входрезистивной матрицы 4. Выходное напряжение компаратора 8, поступает на управляющий вход 3, резистивной управляемой матрицы 3, на соответствующий информационный вход Зт которой поступает напряжение с выхода сумматора 6, . Последующие аппроксимирующие ячейки работают аналогично,Напряжение на выходе выходногосумматора 5 с учетом выражений (1),(2) и (3) может быть представлено ввиде т 1 1Б = К- а тп +(-)а тп 2 2 42 е г ф+ а 2 + 2 а Ъ + гс,1гПвхТак как 2(- )2 а,1 к 1 Р- .-(-) -(-) 2 20 вх 1 квх ( )а 2 уравнение прямой, а Таким образом, выражение, стоящеев первых скобках, преобразуется до вхвеличины (- -) . Это обозначает чтоа,1 напряжение на выходе выходного сумматора 5, если не учитывать последний 1 1 гБвх 1член а именно 2(-) " -- (-)х1 Е-(-) 1 равно входному напряжению в2квадрате, умноженному на постоянныйкоэффициент без величины, равной- д - -(-) - (-) 11 к 1 еа 1 гПвх 1 Уравнения 2(-)---- (-) 2 а,2 1 в Б 1 к 1 еимеют два общих решения: Пвх 1" 1 при -- = (-) +( - ) и а 2 2 Пвх 1 1 к 1 при -- = 2(-) (-) +(-) 22 2Общие корни отличаются на удвоенную величину опорного напряжения младшего разряда преобразования, приведенного к напряжению источника опорного напряжения.- (-)- уравнение параболы, то можно сделать вывод, что первое выражение на замкнутом интервале аргу- мента-(-) -(-) 1 на том же интервале,Выражение (4) - уравнение ломаной,аппроксимирующей квадратическую зависимость с числом участков аппроксимации 2 и. Таким образом, вычисление квадрата числа, соответствующего входному напряжению, производится по схеме; с=а, + 2 аЬ, +а, + 2 а Ъ где гс - Функция, заменяющая с определенной погрешностью Ь при с =а,+ а + а а + Ь ; Ь = с - а, -- а - -а2 ф 1 ф 10Таким образом, на выходе сумматора 10,являющемся выходом квадратора, появляется напряжение, равное квадрату входного напряжения в масштабе, соответствующем общему коэффициенту передачи устройства. Предложенный квадратор работаетпри входных напряжениях от 9 до напряжения, равного двойному напряжению источника опорного напряжения 5. Формула изобретения 25Квадратор, содержащий резистивнуюматрицу, и последовательно соединенных аппроксимирующих ячеек, подключенных входами задания опорных напряжений к соответствующим выходам источника опорных напряжений, информационный вход первой аппроксимирующейячейки соединен с входом квадратора,а выходы и аппроксимирующих ячеекподключены к соответствующим входамрезистивной управляемой матрицы, под ключенной выходом к первому входу выходного сумматора, выход которого является выходом квадратора, причемкаждая из и аппроксимирующих ячеексодержит сумматор, подключенный пер в. и вторым вход и соответственно кпервому входу компаратора, соединенного выходом с управляющим входомключа, и к выходу ключа, первый входсумматора, информационный вход ключа 45 и выход сумматора соединены соответственно с информационным входом, входом задания опорных напряжений и выходом аппроксимирующей ячейки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с це лью повышения точности, выходы ключейи аппроксимирующих ячеек подключенык соответствующим информационным входам резистивной матрицы, соединеннойвыходом с вторым входом выходного 55 сумматора, выходы компараторов каждойиз и аппроксимирующих ячеек подключены к соответствующим управляющим вхо1336048 Составитель Н, ЗайцевТехред М.Моргентал Корректор И.Муска Редактор С. Патрушева Заказ 3805/46 Тираж 672 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул, Проектная, 4 дам управляемой резистивной матрицы,причем ее (и+1)-й информационный вход подключен к выходу п-й аппроксимирующей ячейки,