Устройство для извлечения квадратного корня

Изобретение относится к аналоговойи аналого-цифровой вычислительнойтехнике и может быть использовано вфункциональных преобразователях исчетчиках-интеграторах, применяемых5для измерения расхода и количестватехнологических сред (веществ) по методу переменного перепада давления на.сужающем устройстве.Дель изобретения - повышение точнос ти,На фиг, приведена функциональнаясхема предлагаемого устройства; нафиг,2 - функциональная схема блокауправления; на фиг .3 - пример конКретного выполнения устройства,Устройство содержит (фиг.) пер"Ьый интегратор 1, содержащий операционный усилитель 2, времязадающий 20резистор 3 и два наколительных конденсатора 4 и 5, компаратор 6, блокуправления, пять ключей 8-12, генератор 13 импульсов опорной частоты,Источник 14 стабильного напряжения, 25счетчик 15, запоминающий регистр 16,дешифратор 17, блок 18 индикации, инвертор 19, делитель 20 частоты ивтоРой интегратор 21.Блок 7 управления (фиг.2) включает 30делитель 22 частоты, десятичный счетчик 23, первый,24 и второй 25 инверторы, элемент И-НЕ 26, три формирователя импульсов, каждый из которых вы"полнен на элементах ИЛИ-НЕ 27-29,35третий 30 и четвертый 3 инверторы,ва ключа 32 и 33, выполненных налементах И-НЕ каждый, два одновибраора 34 и 35, первый 36 и второй 37ходы и шесть выходов 38-41. 40На фиг,З позицией 42 обозначенабольшая интегральная схема интегрирующего аналога цифрового преобразователяя.Устройство работает следующим образом.Длительность цикла преобразованияопределяется циклом работы десятичного счетчика 23 (фиг.2 ). Импульсы сгенератора 13 через ключ 10 поступают на вход 37 блока 7 управления иделитель 22, который преобразует импульсы опорной частоты в импульсы Тс периодом, кратным периоду сетевойпомехи, Импульсы Т поступают на пер 55вый счетный вход десятичного счетчи- .ка 23. С выхода первого и второгоразрядов десятичного счетчика 23импульсы Т поступают на первый формирователь 27 импульса Т и черезинвертор 30 на первый выход 38 блока7 управления. Импульс Т открываетключ 8, В конце первой фазы циклапреобразования напряжение на выходеинтегратора 1 становится равным:1 11 = -- 11 Т Х 1 ь где Г, - постоянная интегрированияинтегратораДх - входное напряжение,С выходов третьего, четвертого и пятого разрядов десятичного счетчика 23 импульсы Т поступают на второй формирователь 28 импульса, с выхода которого импульс й через инвертор 31 и ключ 32 подается на третий выход 40 блока 7 управления, Ключ 8 закрывается, и открывается ключ 9. Одновременно импульс х запускает второй интегратор 21 и к концу фазы напряжение на выходе второго интегратора 21 (по полярности обратное 1 х) становится равным:л 1 ст э2хгде- постоянная интегрированиявторого интегратора 21- напряжение источника 14стабильного напряжения.Длительность импульса й определяется моментом срабатывания компаратора 6, который закрывает ключ 32 блока 7 управления, из условия1д = -- цт ---- о Еде1 д Хл л,) ст х1 1 "2цхд 1 2 л0 Фоткуда(2) где 1 с 22 Т,/БИмпульс длительностью й является выходным сигналом устройства, числовой эквивалент которого соответствует корню квадратному из входного напряжения. При этом ключ 11 пропускает на вход 37 блока 2 управления импульсы с выхода регулируемого делителя 20 частоты, на вход которого поступают импульсы с выхода генератора 1 3 импульсов опорной частоты. Количество импульсов, запоминающих интервал времени й, определяется коэффициентом деления делителя 20 частоты, что поз"воляет соответствующим выбором коэффициента деления получать отсчет вименованных единицах расхода и количества,Число импульсов М, подсчитанноесчетчиком 15 за время действия сигнала с выхода 41 блока 7 управления(выход ключа 33), в момент появлениясигнала с шестого выхода 43 блока 7управления (срабатывает одновибратор34) записывается в запоминающий регистр 16, являющийся памятью устройстваВ момент срабатывания одновибратора 35 сигнал с пятого выхода 44блока 7 управления устанавливает вноль счетчик 1 5. Результат измерения,записанный в запоминающий регистр 16,через шифратор 17 поступает на блок8 индикации.Десятичный счетчик 23 (фиг.2) втретьей фазе цикла преобразования втечение времения досчитывает доокончания цикла, устанавливается вноль по второму входу элементами 2426 и начинает формировать последовательность импульсов нового цикла преобразования,Сигнал й 1 с выхода формирователя29 поступает на второй выход 39 блока 7 управления, Ключи 9 и 1 закрываются, ключи 10 и 12 открываются иподсоединяют соответственно вход цепиинтегрирования первого интегратора 1к шине нулевого потенциала и выходгенератора 13 импульсов к входу 37блока 7 управления. Образованная следящая система заряжает конденсатор5 цепи интегрирования и конденсатор,осуществляющий автокоррекцию дрейфа,до величин зарядов, компенсирующихсмецение нуля интегратора 1 и компаратора 6. Нужная стабильность устройства обеспечивается соответствующим выбором элементов цепи интегрирования интегратора 21 и кварцевой стабилизацией частоты генератора 13,Увеличение точности достигается эа счет того, что второй интегратор 21 с входом установки в нулевое состояние имеет линейную характеристику (1), поэтому разряд первого интегратора 1 происходит по квадратичной кривой, а также за счет автоматической коррекции смещения нуля. Наличие ктвочей 10 и 11, запоминаюшего регистра 16, шифратора 17, блока 18индикации, инвертора 19 и делителя 20 частоты позволяет применить устройство с визуальным отсчетом результата преобразования в именованных единицах.Для технической реализации приведенной на фиг,1 функциональной схемы целесообразно использовать большую интегральную схему (БИС) 42 интегрирующего аналого-цифрового преобразователя типа КР 572 ПВ 2, предназначенную для измерительной аппаратуры различного назначения (фиг3), что обеспечивает существенное упрощение конструкции устройства за счет замены узлов 1, 6, 7, 9, 12, 16 и 17 интегральной схемой,5 10 15 Формула изобретения 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее блок управления, первый интегратор, выполненный на операционном усилителе, выход которого является вьмодом первого интегратора и через последовательно соединенные первый накопительный конденсатор и времяэадающий резистор подключен к входу первого интегратора, подключенного к выходам первого и второго ключей, информационный и управляющий входы первого ключа подключены соответственно к входу устройства и первому вьжоду блока управления, выход первого интегратора подключен к первому информационному входу компаратора, подключенного выходом к первому входу блока управления,второй выход которого подключен к входу запуска компаратора, генератор импульсов опорной частоты, подключенный выходом к информационному входу третьего ключа, счетчик, о т л и - ч а ю щ е е с я т.ем, что, с целью повышения точности, в него введены четвертый и пятый ключи, делитель частоты, инвертор, источник стабильного напряжения, второй интегратор и последовательно соединенные запоминающий регистр, дешифратор и блок индикации, а в первый интегратор введен второй накопительный конденсатор, включенный между общим выводом время- задающего резистора и первого накопительного конденсатора и входом операционного усилителя, выход источника стабильного напряжения подключен к информационному входу второго интег 153980ратора, подключенного выходом к информационному входу второго ключа, соединенного управляющим входом с третьим выходом блока управления, входом запуска второго интегратора и5 управляющим входом четвертого ключа, через инвертор подключенного к управляющему входу третьего ключа, подключенного выходом к второму входу блока 1 О управления и выходу четвертого ключа, соединенного информационным входом с выходом делителя частоты, подключенного входом к выходу генератора импульсов опорной частоты, пятый ключ включен между выходом первого клича и шиной нулевого потенциала и подключен управляющим входом к второму.выходу блока управления, четвертый, пятый и шестой выходы которого подключены соответственно к счетному входу счетчика, входу установки в "О" счетчика и входу управления записью запомйнающего регистра, вход операционного усилителя первого интегратора под ключен к второму информационному входу компаратора.2, Устройство по и.1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что блок управ" ления содержит делитель частоты, де- ЗО сятичный счетчик, первый и второй инверторы, элемент И-НЕ, три формирователя импульсов, каждый из которых выполнен на элементе ИЛИ-НЕ, третий и четвертый инверторы два ключа выЭ Ф 35 полненных на элементах И-НЕ, и два одновибратора, первый вход блока управления подключен к входу первого одновибратора и первому входу элемента И-НЕ первого ключа, подключенноговторым входом к выходу второго инвертора, второй вход блока управленияподключен к первому входу элементаИ-НЕ второго ключа и через делительчастоты к счетному входу десятичногосчетчика, подключенного через первыйинвертор к первому входу элементаИ-НЕ, выход которого через второй инвертор подключен к входу установки вп пО десятичного счетчика, выходы первого и второго разрядов которого соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ первого формирователя импульсов, выходкоторого через третий инвертор подключен к первому выходу блока управления и первому входу элемента ИЛИ-НЕтретьего формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым выходом блока управления, а второй входподключен к выходу элемента И-НЕ первого ключа, третьему выходу блока управления и второму входу элемента ИНЕ второго ключа, выход которого соединен с четвертым выходом блока управления, пятый и шестой выходы которого подключены к выходам соответственно второго и первого одновибраторов, выход первого одновибратора подключен к входу второго одновибратора,выходы третьего, четвертого и пятогоразрядов десятичного счетчика подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ второгоформирователя импульсов выход которого подключен к входу четвертогоинвертора, выход девятого разряда десятичного счетчика подключен к второму входу элемента И-НЕ,1539801 айце Редактор А.Лежни РектоР Н.Король ГКНТ СССР твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Г а, 101 оиэ Заказ 221 ВНИИПИ Гос Составитель Н Техред А.Крав Тираж 548 Подписноевенного комитета по изобретениям и открьгги113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/