Устройство для извлечения квадратного корня из суммы квадратов двух напряжений

Устройство для извлечения квадратного корня из суммы квадратов двух напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕТ НИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ ИЗ СУМMtA КВАДРАТОВ ДВУХ НАГРЯЖЕНИЙ , содержащее четыре ключа и ивтегр кг, пртем вход ингегр - . jropa соединён с выходом первого ключа, . о г л и ч. а ю ш е ее я -тем, что, с целью расш1фения обпастн применения за счет возможности обработкн раанопояярвьак входных напряжений, в него введеtitt генератор тактоылх импульсов, триггер, генератор эяспонешшально убывающего р11апражения, дифферешируюшая RiL-uenb, первая и вторая схемы сравнения, Ьумматорпо модулю два к элемент И, выход ген штора тактовых импупьсов соединен с ивфо плаиионнымв входами генератора ,, причем экспрйенпвально у&аве ющего папряжвйяя, триггера, двфферентар сшей РС-цепи, первым входом сумматора по модулю два и першим входом элемента И, а и второй выходы триггера соедивены .соолвететвенво с управлякхцими входами второго и третьего ключей, выходы, взотс рыхобье диневы и подключены к первому Ёосоду пе|шой схемы сравнения, второй вятд которой подключен к выходу д ффереш1йру 1 шeйRC-aeпи и сигнальнсяду входу четвертого ключа выход п юсА-схемыяравнения подключен, к второму входу сумматс ю по модулю два, выход которого соединен с управляишим входом первого ключа, сигнальный вход подключен к выходу генератора эвсповевпвально убывающего непряжения и первому входу второй схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом интегратора, а В3)1ход второй схемы сравнения соешгаен с втораым входом алемерта И, выход которого подключен к управляющему восоду О1 четвертого ключа, выход которого явсо со о ляется выходом устройства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

pe G 06 9 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3335182/18-24 (22) -02.10.81 (46) 30.04.83. Бюп. ¹ 16 (72) В. В. Башарулов, Р. В. Проць .и Л. Д. Шевчеюсо. (71) Физике-механический институт нм. Г. В. Карпенко (53) 681.335 (088.8 ), (56) 1. Авторское .свидетельство СССР № 624238, кл. 4 06 Qi . 7/20, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 452006, кл. Qr 06 9-7/20, 1973 (прототип) . (54), (57) ИТРОИСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕ-: .

НИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ ИЗ СУМ- . МЫ КВАДРАТОВ- ДВУХ НАПРЯЖЕ- .

НИИ, содержащее четыре ключа и интегратор, причем вход интегратора соединен с выходом первого ключа, . о т л и ч а ю m е е с я тем, что, с далью расширения обпасти применения за..счет возможности обработки разнополярных входных напряжений, в него введены генератор тактовых импульсов, триггер, генератор эиа оненпиально уйявакщего напряжения, дафференцирукщая RC-цепь, первая и вторая . схемы сравнения, сумматор по модулю два и элемент И, „,SU„„1015396 А выход генератора тактовых имнулъсов соединен с информационными входами ге.!

Ф йератора „причем экспойенпиально

,убывающего напряжения, тригг9ра, дифференпирукщей Й С.-пепи, лераым входом сумматора но модулю два и первым входом элемента И, а первый и второй выходы триггера соединены соответвтвенно с управлякщими входами второго s

l. третьего ключей, выходы, ксто1рых обьединены и подкпючены к первому входу первой схемы сравнения, второй aug которой подключен к выходу д фференщ рую щей ф пепи исигнальновц вжодучетвертого ключа, выход первой-схемы сравнения подключен к второму входу сумматора по модулю два, выход. которого соединен с управляюшим входом первого ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора эжпоненциально убывакщего нюряжения и первому входу второй схемы сравнения, второй вход кото-

: Ф рой соединен с выходом интегратора, а выход второй схемы сравнения соединен с вторым входом элемента И, выход ко- Ф торого подключен к управлякщему azcey четвертого ключа. выход которого яв- ф3 лается выходом устройства. С©

1015396

Ф

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике и может быть испрльэовано в вычислйтель: ных моделирующих устройствах.

Известно устройство среднеквадратич ного сложения, содержащее схему срввн ння, коммутатор и сумматор (1 ) .

Однако данное устройство не .обладает достаточной точностью.

Наиболее близким к предлагаемому по. 10 технической сущности является устройство среднеквадратичного сложения, содержащеее широтно- импульсный модулятор, четыре ключа, интегратор, инвертор и шесть резисторов, причем входные напряжения 35 через соответствующие масштабные резисторы подключены к входам ключей, управляющие входы ключей — к выходу широтно-импульсного модулятора, выходы двух ключей обьединены с входом шнротйо- 0 импульсного модулятора, выходы двух до полнительных ключей соединены с соответствующими входами интегрируквцего усилителя, внход которого через дополнительный масштабный резистор соединен с 25 входом широтно-импульсного модулятора . и через инвертор и масштабные резисто. ры с входами дополнительных ключей.

В .данном устрой=тве для вычисления квадрм ного корня иэ суммы квадратов 50 двух напряжений формируется импульсный сигнал, среднее значение напряжения которого пропорционально квадратному корню из суммы квадратов входных напряжений; (2 .

Известное устройство не обладает soN можностью определения корня квадратно-. го иэ суммы квадратов.входных напряже- .. ний противоположных знаков. Кроме того, ошибка и диапазон работы этого устрой-4р ства, в основном, зависят m нелинейности работы широтно-импульсного мод)иятора.

Цель изобретения — распюирение обласи применения за с т ВоаможнОсти D6- 45 работки разнополярных входных напряженийй.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для извлечения квадрм ного корня иэ суммы квадратов двух 5 напряжений, содержащее четыре ключа и интегратор, причем вход интегратора соединен с выходом первого ключа, введены генератор тактовых импульсов, триггер, генератор эвс юнен3жально убйвающего напряжения, дифференцирукзцая

55 ,МС-цепь, первая и вторая схемы сравнения, сумматор по модулю два и элемент И, причем выход генератора такто2 вых импульсов соедннен с информационными входами генератора эжпоненцивль но убывающего напряжения, триггера, дифференпирующей РС -.. цепи, первым входом суммвтора по модулю два и первым входом элемента И, в первый и второй выходы. триггера соединены,соответствен," но с: управляющими входами второго и третьего ключей, выходы которых объе- . динены и подюпочены к первому входу первой схемы сравнения, второй входкоторой подключен к выходу днфференцирукецей рС -цепи и сигнальному. входу четвертого ключа, выход первой схемы сравне-ния подключен к второму входу сумматора по модулю два, выход которого соединен с управляющим нходом первого ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора экспоненциальио убываl ющего напряжения н первому, входу второй схемы сравнеийя, второй вход кото-. рой соединен с выходом интегратора, а выход второй схемы сравнения соединен с вторым входом элемента И, выход которого подктпочен к управляющему входу четвертого ключа, выход которого является выходом устройства.

На фиг. 1 представлена функционвш ная схема предлагаемого устройства; нв фиг. 2 — диаграмма его напряжений.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 экспоненцивльно уйавающего напряжения1триггер.

3, дифферениируюшую ЙС-цепь 4, юпочн

5 - 8, ивтегрвтор 9, первую 10 и вторую 11 схемы сравнения, сумматор 12

tto модулю два и логический. элемент И 13.

Устройство работает следукипйм "образом.

Входные напряжения 0> и 0 поступают на сигнальные входы второА и третьего ключей 5 и 6, управляемые импульс-, ными напряжениями, снимаемыми с первого и второго выходов триггера 3, котю» рый делит .Импульсный сигнал генератора

1 тактовых импульсов на два. Поскольку выходы ключей 8 и 6 объединены между собой и управляющие .импульсные напря-. жения этих ключей сдвинуты на 1ЪО@, их выходным сигналом будет поочередное следование уровней напряжения

0 иО

У !

Ввйду того, что выход генератора 1 тактовых ймпульсов соединен q вторим входом первой схемы 10 сравнения через дифференрирующую QC.-цепь 4, нв

: 1018396

Втором входе етой схемы сравнения будет импульсное. напряжение, которое можно. представить следующим образом

AT «г (Зп+1)т

U Q+p Qxp если пТ414 .0 Г

-Upe P P OChH. g 4+- (AgP < (2п+ c . (2п+:()Т

-2Т.

- (t)= где ц ; амплитуда 1 мпульса

Для случая ПОложительных значений

2Ф входных найряжендй 0< и 0 логическое произведение А . В О, а

ВА. « а джтельность четиы, импулвсов

Ц ! 92 =L.Оп—

М.

2 ц

Иьпц ньсы первой аиемы 10 сравне-.; . ния постуиают íà второй аиод суммато-:

p& 12 -lIo модщиО двгу парный вход к@то рого соединен с выходом генератора 1 тактоиьис имщипсов. Сумматор 12 по модулю.два вькпжняфт логическую опера» цию

А;- .В + В -А, .где в зависимости от времени

ЭФ

Иередними фронтами и срезами им пульсов генератора 1. запускается генера. тор 3. эзспоненциально убывающего нап1 I ряжения, в. катаром постояинаи времени в два раза меньше постоянной- времени . ifC aeeji 4: (Гс ) it аьвлитуда импульс ов Ц, > О. аЭ . Вмход генератора 2 экспоненцнально убь@аюйюго .напряжения соединен с сиг нальнмм йиодом первого «люча 7, управляемого. импульсами сумматора 12 по модулю два. -: В результате такого

56 управлении с выхода: первого клю-. ча 7 снимаются ограниченные во времени импульсы генератора 2 експонейциально убывающего напряжения..

И

Вольт-секундйая. площадь первого импульса ключа 7 определяется выра-: жением где Т - период-следования йытульаов генератера 1;

1 - постоянная..времени ЯС.цепи 4;

Ь О,1,2,3,4...;цО амплитудное зн напряженйя днфференйируюаей

gg, цени 4е

При рабате устройства для изнпечу-. ния квадратного корня из суммм квадра; тов -двух напряжений возможны щ @ е состояния входньйс напряжений .

0„ 0, 0„> 0;

О„>о, Ui< 0

, оs Оу >0> о„< о, о„<о.

: Если Oх>0 и U > О, то с выхода первой схемы 3;О сравйення снимается иьяцяианаа цоСледовательность,:длительность нечетных имиушсов которой

8,™М ц, У„

О к

U если Оса-atn

О, если -t. 9q A<1 <Т, 0х <

0 „если T

О, eche - Г0п- +Та t 2T, 0

Ц если: Q <44:—

;Т н 2

Ф= т

4 Т ох

P:еФлй 0 И 4е-%Мп — >

», . . 0 о

Т

0 если -. ф < с

ФФ - uô 2

О,. 8сли — 4 t 4-с Ь +Т, Т м

u0 .

0: 3Т

Ц йслц -t,51 - +Т<Ы в1 00 2

101839В 6 хода этого интегратора снимается уровень напряжения равный г .

7 uõ -, cH= — — — 0 го 2о U< exp и

- Еп— к

U0.

Уровень напряжения. О поступает на второй вход второй схемы 11 сравнения и сравнивается, с эюпоненциапьно уоываю и . шим натряжением генератора 2,. которое поступает на первый вход второй схемы

11 сравнения. Момент сравнения м exp — — у

Т

7 а воль|гсекундная плошадь второго ищущ са первого «люча 7

3l

-т

U,ехр Т ехр

О

-

"о си„ è, Т вЂ” ехр —ти, г ()

Поскольку выход первого юпоча 7 2з соединен с выходом интегратора 9, с вь 0, если 0

Оо,если ." Pn " (U +U×- — expLII .< < —, О.

О, Если — 4 6 Т- — 9п U2+g> - — акр

T С °"

2- - .2 „Р х 4-Т

Имцтьсы логического элемента К 13 управляют работой чютверто о ключа я . 40 на сигнальный вход которого поступает напряжение фС-цепи. 4, изменякзцееся ао времени по .экспоненциапьному закону.

:5 = О ехр — Ж=

/ 6 о г

Виду того, что эхо «4 и exP — — (

Т

Я б б / 2 2 б / т u„+u - — u ехр --.

9 2TU " 1Т о (ч определяется передним фронтом импульсов второй схемы 11 сравнения.

В результате логического произведения иьяульсных сигналов второй схемы

11 сравнения и генератора 1 тактовьк импульсов, осуществляемого логическим элементом И 13, с выхода последнего сиимается импульсный сигнал

В результате такого управления с выхода четвертого ключа 8 снимаются импульсы, ограниченные во времени. Вольтсекундная плошадь выходного единичного импульса равна

5 ма%

В остальныхслучаях соотношения знаков входньк напряжений вольтсекундная пло-

1018396 8 шадь единичного импущьса выходного можности проиэводить измерение квадратсигнала устройства среднеквадратичного ного корня иэ.суммы квадратов входных сложения равна значению согласно диатрам- напряжений как одинаковых так и про. мэ напряжений (Фиг. 2). тивоноложных энаков и повышении точно гехнико-экономический эффект предна- S. сти аэроэлектроразведки по методу длингаемого .устройства эаключается в воэ- ного кабеля.

101 53е6

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ЧЪ

«}

Редактор Ю. Ковач

Заказ 3217/46

Составитель В. Жирнова

Техред Ж.Кастелевич Корректор С. Шекмар

Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьгжй

113035, Хосква, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5