Устройство для извлечения квадратного корня

Устройство для извлечения квадратного корня

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сеаетскик

Сецмаиистичесиик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 06. 06.80 (21) 2937237! 18-24 с присоединением заявки РЙ (51}М. Кл.

G 06 G 7/20 (23) Приоритет

Опубликовано 30. 01. 82 Бюллетень М 4

Всударстввнлы11 квмктвт

СССР аю лвлам наабретенкй и еткрыткй (53) УДК 681 ° 335 (088.8) Дата опубликования описания 30.01.82

Яп. г;, т.-1 с.

А.А.Кардашов и И.И.Панас (72) Авторы изобретения

ДДЩ .. 5,"

ТЕХН,";

ИБЛ! „"„-; .

Львовский ордена Ленина политехничеемий-+мчи-тих-ух. (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО

КОРНЯ

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к аналоговым функциональным измерительным преобразователям, применяемым s качестве элемента в системах автомати5 ческого регулирования электроприводов и s аналоговых вычислительных системах.

Известно устройство для извлечения квадратного корня, содержащее компаратор, соединенный с выходом квадратора, входом интегратора и входом операциОнного усилителя, выходы которых соединены со входом сумматора, выход которого подключен ко входу квадратора и является выходом устройства 1 J .

Недостатком этого устройства является значительная погрешность при малых значениях входного сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для извлечения квадратного корня, содержащее операционный усилитель, выход которого соединен со входом квадратора, а вход усилителя - с выходом компаратора, один вход которого является входом устройства, а другой вход подключен к выходу квадратора, два ключа на полевых.транзисторах, Фаэоинвертор, резисторы, источники опорного напряжения f 2).

Недостатками известного устройстве

I являются большая погрешность, сложность конструкции, возможность работы только с сигналом положительной полярности.

Цель изобретения - повышение точности при малых значениях входного сигнала, упрощение конструкции и расширение области применения за счет получения знакопеременного выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем,, что в устройство для извлечения квадратного корня, содержащее операционный усилитель, масштабные резисторы, введены суммирующий усилитель, квад902029 ратирующие элементы, выполненные на полевых транзисторах с изолированным затвором, разделительные диоды, резисторный делитель напряжения, причем вход суммирующего усилителя соединен через первый масштабный резистор со входом устройства, а через второй масштабный резистор соединен с выходом операционного усилителя, выход суммирующего усилителя через третий масштабный резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, между входом и выходом которого включены две параллельные цепочки, состоящие из последовательно включенных полевого транзистора с изолированным затвором и разделительного диода, катод которого соединен со стоком, при этом затворы транзисторов подключены к соответст" вующим выводам резисторного делителя напряжения, включенного между выходом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала.

На чертеже представлено предлагае->> мое устройство. устройство содержит операционный усилитель l, на инвертирующий вход которого через третий масштабный резистор 2 поступает сигнал с выхода суммирующего усилителя 3. Па вход усилителя 3 поступает через первый масштабный резистор 4 со входа входной сигнал устройства U By и через . N второй масштабный резистор 6 сигнал положительной обратной связи с выхода операционного усилителя 1. Резистор 7 включен в цепочку отрицательной обратной связи суммирующего усилите- 40 ля 3. Полевые транзисторы с изолиро- ванными затворами обедненного типа с и"каналами 8 и 9 с последовательно подключенными к стоку катодными выводами разделительных диодов 10 и l1, 4s включены между собой параллельно, охватывая отрицательной обратной связью операционный усилитель 1. На затворы транзисторов поступает управляющее воздействие с резисторного де- що лителя напряжения 12, включенного между выходом 13 операционного усилителя 1 и шиной нулевого потенциала.

В случае подачи на вход устройства" сигнала положительной полярности, устройство работает следующим образом.

Для выходного напряжения суммирующего усилителя 3 можно записать выражение

-U = " 0 + — "-11 (<)

ВЫХ Ъ R4. В) RF Bb(X 1 где ОрК, UBb g — напряжения, соответственно на входе и выходе устройства, R<,R,R7 - сопротивления соответствующих резисторов 4, 6 и 7.

На выходе операционного усилителя будет действовать напряжение, определяемое выражением

"ВЫХ Я < )вЫх.) (2) где R — сопротивление третьего масштабного резистора 2;

R - сопротивление полевого транзистора с изолированным затвором 0, Зависимость Р. = Ф (133) аппроксимируется выражением

Ro

1+сЩ (3) где R — сопротивление ненасыщенного

О полевого транзистора 8 при нулевом значении напряжения на его затворе, . коэффициент аппроксимации

1 ()3) .

На затвор полевого транзистора 8 поступает управляющее воздействие положительной полярности по отношению к истоку в виде некоторой части от выходного напряжения устройства (1 = $ 9@bi, где p - -коэффициент пропорционал ьности.

Следовательно, с учетом сказанного, выражение (3) можно записать

Ф О(PQ + ". (,рь1, где,к, Решая совместно уравнения (1), (2) и (4), получим

SsN 7 . Ко/1+ ОУ))х 1 4, ЭХ 1 ВЫХ ®

Ц 4

После несложных преобразований нахоаим

Qlg 1 2 2 R1 (()

1 о P(I Bbw Ро Bbix Р, Вх

Если потребовать выполнения условия

В, 6 = R„Г, (7) тогда получим

«„/ ТтРо

SblX = р - " ВХ - " "ВК (8

902029

9НИИПИ Заказ 12385/59 Тираж 731 Подписное

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

При сигнале отрицательной полярности на входе устройства в цепи обратной связи операционного усилителя 1 действует полевой транзистор с изолированным затвором 9. Конечная % формула напряжения на выходе устройства для этого случая запишется в

-u„,„-к4-u,„I Ф

Разделительные диоды 10 и 11 препятствуют попаданию отрицательного потенциала напряжения на стоки соответствующих транзисторов 8 и 9, Таким образом, как вытекает из (8) и (9) при работе полевых тран- 1 зисторов 8 и 9, в ненасыщенном режиме предлагаемое устройство обладает знакопеременной корневой выходной характеристикой.

Предлагаемое устройство для извле- 2в чения квадратного корня позволяет повысить точность устройства при малых значениях входного сигнала и улучшить качество работы аналоговых вычислительных систем, благодаря возможности получения знакопеременного выходного сигнала.

Формула изобретения 30

Устройство для извлечения квадрат-ного корня, содержащее операционный усилитель, масштабные резисторы, о т-. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с у целью упрощения конструкции устройства, повышения точности при малых эначениях входного сигнала и расширения области применения за счет получения знакопеременного выходного сигнала, в устройство введены суммирующий усилитель, квадратирующие элементы, вы.полненные на полевых транзисторах с изолированным затвором, разделительные диоды, реэисторный делитель напряжения, причем вход суммирующего усилителя соединен через первый масатабный резистор со входом устройства, а через второй масштабный резистор соединен с выходом операционного усилителя, выход суммирующего усилителя ) через третий масштабный резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, между входом и выходом которого включены две па" раллельные цепочки, состоящие из пос ледовательно включенных полевого тран. зистора с изолированным затвором и разделительного диода, катод которого соединен со стоком, при этом затворы транзисторов подключены к соответствующим выводам резисторного делителя напряжения, включенного между выходом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельстве СССР

1Г 648994, кл. G 06 G 7/20, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

h" 466517, кл. G 06 6 7/20, 1975 (прототип).