Квадратор

Квадратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ИТИЛЬСТВУ

Союз Сееетскик

Социалистических

Республнк (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) 3аявлвме 270879 (21) 2818457/18-24 с присоединением заявки Но (53}М. Кл.з °

Q G 7/20

Государственный комитет

° СССР по делам изобретениЯ н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3006.81 юллетемь Н9 24 (53} УДК 681. 335 (088.8) Дата опубликовамия описания 300681 (72) Автор .изобретемия

Ю. Б. Виленкин

71) заявитель

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен квадратор, содержащий полевой транзистор сумматор и делитель напряжения (1) .

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 ап. проксимации, блок выделения модуля, 1к вход которого является входом квадратора, а выход подключен ко входу блока аппроксимации, выход блока аппроксимации является выходом квадратора Г2 . 29 .Недостатком этого квадратора является ограниченный динамический диапазон преобразуемых сигналов.

Цель изобретения — расширение динамического диагазона преобразуемых сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что кэадратор, содержащий блок аппроксимации, блок выделения модуля; выход которого подключен ко . 30 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 основного блока аппроксимации, первый вход - ко входу, а второй вход - к выходу диодного ограничителя, первый вход блока выделения минимального сиг" 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 вход — к выходу диодного ограничителя.

Дополнительный блок аппроксимации содержит сумматор, выход которого является выходом дополнительного блока аппроксимации, квадратичный функциональный преобразователь, вход которого является первым входом до842849 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; на фиг. 2 — его характеристика.

I !

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 функциональном преобразователе 9, блок 10 выделения минимального сигнала, выполненный на резисторах 11, диодах 12 и суммато- 2Q ре 13.

Квадратор работает следующим образом.

Выходная характеристика квадратора .формируется с помощью блока 10 выделения минимального сигнала из характеристики основного блока 1 аппроксимации .(см. кривую а на фиг. 2) и характеристики дополнительного блока аппроксимации (см.кривую б на фиг.2)

Если модуль входного сигнала

/хi с à, ape а — точка сопряжения характеристик, то диодный элемент 8 закрыт и выходное напряжение блока 6 определяется только выходным напряжением квадратичного функционального преобразователя 8. При этом величина выходного сигнала основного блока 1 аппроксимации постоянна и равна сР (с точностью до постоянного коэффициента, одинакового для всех эначе- 40 ний выходных сигналов блоков 1 и 6).

Поэтому при /х } с а выходное напряжение блока 10 равно х

Я.

Если модуль входного сигнала

lxt) а, то включается диодный элемент 8 и выходное напряжение дополнительного блока 6 аппроксимации превышает величину х . При этом выходное напряжение блока 1 равно х

Поэтому при Ix ) ) а выходное напряжение блока 10 также равно х

Для обеспечения расширения динамического диапазона преобразуемых сигналов необходимо достаточно точно воспроизводить параболу в области малых значений .входных сигналов.

B"nðåäëàãàåMîì квадраторе это достигается следующим образом.

Допустим, что значение входного сигнала в точке сопряжения х=а=Да „ где а - шкала .входного сигнала ф0

Мак квадратора и квадратичного функционального преобразователя 9. Выбрав коэффициент передачи сумматора 4 равным 10, можно обеспечить полный размах входного сигнала квадратичного Я 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 = «О . следующую величину относиcf тельйой погрешности преобразования

„ о о ох о,ot

В то же время квадратор-.прототип с величиной погрешности 0,01% шкалы o coo имеет при входном сигнале х= — = . следующую относительную погрешность

0,01 00 = 1 = 100 (тя)

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 х < а, существенно различаются (фиг. 2), что позволяет обеспечить высокую точность и облегчает температурную компенсацию блока 10 °

Таким образом, предлагаемый квадратор позволяет преобразовать малые входные сигналы с большей точностью, чем прототип, что существенно расширяет динамический диапазон преобразуемых сигналов.

Формула изобретения

1 ° Квадратор, содержащий блок аппроксимации, блок выделения модуля, выход которого подключен ко входу блока аппроксимации, о т л и ч а юшийся 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 - ко

842849

5 входу, а второй вход - к выходу диодного ограничителя,первйй вход блока выделения минимального сигнала подключен к выходу основного блока аппроксимации, второй вход — к выходу дополнительного блока аппроксимации, а выход является выходом квадратора, первйй 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 вход - к выходу диодного ограничителя.

2. Квадратор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что дополнительный блок аппроксимации содержит сумматор, 5 выход которого является выходом дополнительного блока аппроксимации, квадратичный функциональный преобра зователь, вход которого является первым входом дополнительного блрка аппроксимации, а выход соединен с первым входом сумматора дополнительного блока аппроксимации, диодный элемент, вход которого является вторым входом дополнительного блока аппроксимации, а выход соединен со вторым входом сумматора дополнительного блока аппроксимации.

1 источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 437092, кл. G 06 G 7/20, 1974.

2. Лебедев A. 8. Счетно-решающие устройства. М., "Машиностроение",, 1966, с ° 289, фиг. 186(прототип)..

8442849

Фиг. 2

Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5105/63 филиал ППП "Патент", r. Ужгород,. Ул. Проектная, 4

Составитель Н. Балабошко

Редактор A. Власенко Техред A,A÷ Корректор М. Шароши