Квадратор

Квадратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик по813462

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.0 1.79 (2! ) 2706487/18-24 с присоединением заявки Ио— (23) Приоритет—

Опубликовано 15.0381. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 200381 (51)М. Кл.1

0 06 0 7/20

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

{53) УДК 681. 335 (088 ° 8) В. И. Гордин, А. A. Кравченко, Н. фрбайов, Ф. С. т4ащимова, Нгенг Ба fllay и И. Э. Тара@ „ "-.. ; t

Я -,- -. :. I

-.- /

Всесоюзный научно-исследовательский цнбтитут ана еского приборостроения Киевского НПО "АналитЧтрибщэ" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (84) КВАДРАТОР

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен Функциональный преобразователь, содержащий компараторы, ключи, сумматор, инвертор и токозадающие резисторы и осуществляющий кусочно-линейную аппроксимацию квадраl тичной зависимости 1, .

Недостаток этого преобразователя сложность структуры.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является квадратор, содержащий источник опорного напряжения, и компараторов, л пар ключей, управляющие входы каждой из которых соединены с выходом соответствующего по номеру компаратора, инвертор, вход которого является входом квадратора, соединен с инвертирующим входом .первого компаратора, первый операционный усилитель, вход которого через первый резистор. обратной связи соединен с его выходом, через первый масштабный резистор — co входом инвертора, через первый токозадающий резистор - с отрицательным зажимом источника опорного напряжения, отрицательный зажим источника опорного напряжения через коммутируемые токозадающие резисторы соединен с информационными входами первых ключей каждой пары, выходы которых соединены со входом первого операционного усилителя, информационные входы вторых ключей каждой пары соединены с соответствующим масштабным резистором крутизны (2) .

Недостаток такого квадратора

О сложность структуры.

Цель изобретения — упрощение структуры квадратора.

Цель достигается тем, что квадратор, содержащий источник опорного

15 напряжения, II компараторов, и пар ключей, управляющие входы каждой пары которых соединены с выходом соот- ветствующего по номеру компаратора, инвертор, вход которого является вхо20 дом квадратора и соединен с инвертирующим входом первого компаратора, первый операционный усилитель, вход которого через первый резистор обратной связи соединен с его выходом, 25 через первый масштабный резистор — со входом инвертора, через первый токозадающий резистор — с.отрицательным зажимом источника опорного напряжения, отрицательный зажим источника

30 опорного напряжения через токозадаю813462 щие резисторы соединен с информационными входами первых ключей каждой пары, выходы которых соединены со входом первого операционного усилителя, информационные входы вторых ключей каждой пары соединены с соответствующим масштабным резистором крутизны, дополнительно содержит второй операционный усилитель, второй резистор обратной связи, второй масштабный резистор, и-1 элементов коммутации, каждый из которых выполнен на операционном усилителе с резистором в цепи отрицательной-обратной связи, масштабном резисторе, подключенном ко входу операционного усилителя, токозадающем резисторе, подключенном через 15 ключ ко входу операционного усилите- ля, выход каждого компаратора, кроме п-го, соединен с управляющим, входом ключа соответствующего ему по номеру элемента коммутации, свободный вывод 2О токозадающего резистора каждого нечетного по номеру элемента коммутации соединен с отрицательным зажимом источника опорного напряжения и с инвер тирующим входом четного по номеру компаратора, а свободный вывод токозадающего резистора каждого четного по номеру элемента коммутации — с положительным зажимом источника опорного напряжения и с неинвертирующим входом нечетного по номеру компаратора, выход операционного усилителя каждого элемента коммутации, кроме и — 1-ro, соединен со свободным входом следующего по номеру компаратора и свободным выводом масштабного резистора следующего по номеру элемента коммутации, выход операционного усилителя n — 1-ro элемента коммутации соединен со свободным входом и-го компаратора, свободный вывод масштаб- 4О ного резистора первого элемента коммутации соединен со входом квадратора, второй резистор обратной связи включен между входом и выходом второго опеРационного усилителя, вход ко- 45 торого через второй масштабный резистор подключен к выходу инвертора, а выход является выходом квадратора, выходы вторых ключей каждой пары соединены со входом второго операционного усилителя, свободные выводы масштабных резисторов крутизны соединены с выходом первого операционного усили.теля.

На чертеже приведена блок-схема квадратора.

Квадратор содержит источник опорного напряжения 1, и компараторов 2„ ...., 2„, инвертор 3, первый операционнйй усилитель 4, первый резистор обратной связи 5, первый масштабный резистор gQ

6, первый токозадающий резистор 7, и коммутируемых токозадающих резисторов 8,,8„, и первых 9;„...,9„ и вторых 10,...,10„ ключей, составляю1 к 1 щих пары, и масштабных резисторов кру тиэны 111,...,11 и, второй операционный усилитель 12, второй резистор обратной связи 13, второй масштабный резистор 14, и 1 элементов коммутации

15„,...,15 1 „, каждый иэ которых выполнен на операционном усилителе 16„, ...16 1, резисторе обратной связи

17„,...17 1 1>масштабном резисторе

18„,... 18,1«токоэадающе: резисторе

19„,... 19 и „и ключе 20„,... 20 и

Квадратор работает следующим образом.

Допустим n = 4. При U 8„ с 0 „ (работа на первом участке). Все компаратоРы 2„,...2Л находятся в состоянии, при котором ключи 91,...9„ и 10

10 закрыты и выходйое напряжение определяется по Формуле:

К К ° 0

ЬЫХ, О 1 8Х где Кр — коэффициент передачи инвертара 3. г 1 R1+ ° й„ вЂ” сопротивление второго резистора обратной связи 13; й„ вЂ” сопротивление второго масштабного резистора 14.

При U„ (Ugx 4 U (Работа на втоРом учаетке). Выходной сигнал компаратора 2, открывает ключи 9 и 10 и выходной сигнал определяется по формуле: и 3

08ЫХ = 08х Кр К + 0gx

Я

1 1Л

0 й1Ь / йз 8 ,Л ВО 7

При 0 C U и„(U3 работа на тРетьем участке). Выходной сигнал компаратора 23 открывает ключи 93 и 103 и ключ 20 элемента коммутации 15 . Остальные ключи закрыты и выходной сигнал определяется по Формуле:

13 5 13 5 k5

08ь . 8Х КО 1 08хр 00п ()

В дальнейшем работа устройства аналогична и поясняется в приведенной ниже табл. открытия ключей на участках аппроксимации.

Таблица

94, 203, 20

202, 202, 20

20, 204, 10<

93, 103

98, 103 94, 104

9, 10

9, 10, 9,, 104

20., 9, 102, 93 с 103

3 92, 2 9У 1 3 9 10Л.

9, 10.

813462

Продолжение таблицы

12

14

16

При и = предлагаемый квадратор реализует 16 участков кусочно-линейной аппроксимации квадратичной зависимости, что соответствует методической погрешности 0,05%. При этом он содержит 6 операционных усилителей, 4 компаратора, 11 ключей, 24 резистора и один источник опорного напряжения, что почти в два раза меньше количества аналогичного оборудования, необходимого для получения такой же точности в известном квадраторе;для реализации которого требуется 2 операционных усилителя, 15 компараторов, 30 ключей, 50 резисторов и один источник опорного напряжения. При и > 4 преимущество предлагаемого квадратора над известным будет еще более значительным.

Формула изобретения

Квадратор, содержащий источник опорного напряжения, и компаpRòîpîâ, и пар ключей, управляющие входы каждой пары которых соединены с выходом соответствующего по номеру компаратора, инвертор, вход которого является входом квадратора и соединен с инвертирующим входом первого компаратора, первый операционный усилитель, вход которого через первый резистор обратной связи соединен с его выходом, через первый масштабный резистор— со входом инвертора, через первый токозадающий резистор вЂ, с отрицательным зажимом источника опорного напряжения, отрицательный зажим источника опорного напряжения через токоэадающие резисторы соединен с информационными входами первых ключей каждой пары, выходы которых соединены со входом первого операционного усилителя, информационные входы вторых

20, 9„10л, 94 1

03, 9, 10

20, 203 91, 10„, 9, 1

20„, 202 9„, 10,, 92

20„, 20,г, 9„, 10„, 9, 20„, 20г, 2О, 9„, 4О„

20,, 202, 20., g

102 9, 103 9+, 04

10, 9, 10+, 102

10г. 9+, 10.

9г ог 9з о

10,, 9, 104

Источники информации, принятые вс внимание при экспертизе

1. Патент США л.- 3622700, кл. 235-197, опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 598092, кл. G G 7/26, 1978 .(прототип). ключей каждой пары соединены с соответствующим масштабным резистором крутизны, отличающийся тем, что, с целью упрощения структуры, он содержит второй операционный усилитель, второй резистор обратной связи, второй масштабный и-1 элементов коммутации, каждый из которых выполнен на операционном усилителе с резистором в цепи отрицательной обратной связи, масштабном резисторе, подключенном ко входу операционного усилителя, токозадающем резисторе, подключенном через ключ ко входу операционного усилителя, выход каждого компаратора, кроме и — го, 15 соединен с управляющим входом ключа соответствующего ему цо номеру элемента коммутации, свободный вывод токозадающего резистора каждого нечетного по номеру элемента коммутаЩ ции соединен с отрицательным зажимом источника опорного напряжения и с инвертирующим входом четного по номеру компаратора, а свободный вывод токозадающего резистора каждого чет25 ного по номеру элемента коммутации — с положительным зажимом источника опорного напряжения и с неинвертирующим входом нечетного по номеру ком-, паратора, выход операционного усилителя каждого элемента коммутации, кро о ме п 1-ro, соединен со свободным входом следующего по номеру компаратора и свободным выводом масштабного резистора следующего по номеру элемента коммутации, выход операционного ycuÇ5 лителя и-1-го элемента коммутации соединен со свободным входом и-го компаратора, свободный вывод масштабного резистора первого элемента коммутации соединен со входом квадрато4О ра, второй резистор обратной связи включен между входом и выходом второго операционного усилителя, вход которого через второй масштабный. резистор подключен к выходу инвертора, а

4 выход является выходом квадратора, 45 .выходы вторых ключей каждой пары соединены со входом второго операцион.ного усилителя, свободные выводы масштабных резисторов крутизны соединены с выходом первого операционного

5О усилителя.

813462

Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 776/64

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

Составитель Н. Балабошко

Редактор И. Касарда Техред Н.Бабурка Корректор С. "1екмгр