DE1200027B

DE1200027B - Elektronische Anordnung zur Analog-Wurzelbildung

Info

Publication number: DE1200027B
Application number: DET20190A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolfgang Schneider
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1961-05-24
Filing date: 1961-05-24
Publication date: 1965-09-02

Description

Elektronische Anordnung zur Analog-Wurzelbildung Die Erfindung betrifft eine elektronische Anordnung zur Analog-Wurzelbildung unter Verwendung eines Doppelmodulationsmultiplikators mit Impulsamplituden- und Impulslängenmodulation, dessen Modulationsfrequenz durch Integration der Summe aus einer Dividendenspannung und einer mit im Takt der Modulation wechselndem Vorzeichen zugeführten Divisorspannung entsteht.
Hat man in der Analog-Rechentechnik einen Multiplikator zur Verfügung, der aus drei unabhängigen Eingangsrechenspannungen Ux, Uy und U" eine Ausgangsspannung U" bildet, die der Formel entspricht: so kann man eine Wurzelbildung in der Weise durchführen, daß die Ausgangsspannung U" der Divisorspannung U" gleichgemacht wird, womit oder wird. Im Hauptpatent 1170 685 ist ein Doppelmodulationsmultiplikator beschrieben, mit dem es möglich ist, eine Rechnung entsprechend der in Formel (1) angegebenen Weise durchzuführen. Ein solcher Doppelmodulationsmultiplikator, der einen die Modulationsspannung erzeugenden Komparator enthält, dessen Ansprechschwellen möglichst nahe bei Null liegen und dessen Eingang außer der Ausgangsspannung des Integrators die dem Divisor proportionale Eingangsgröße im Takt der Modulation mit wechselndem Vorzeichen zugeführt wird, ist in der F i g. 1 dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus zwei Teilen: Der erste Teil ist die sogenannte Modulatorschleife, die aus einem Integrator I mit seinem Summenpunkt P,, einem Komparator K mit seinem Summenpunkt Px und einem Schalter S, gebildet wird. Der zweite "feil ist der sogenannte Amplitudenkanal, der aus einem mit dem Schalter S, gekoppelten Schalter S2, einem Tiefpaßfilter Fund einem Ausgangsverstärker V besteht. Die Eingänge des Doppelmodulationsmultiplikators sind die Klemmen S,' und S," des Schalters S,, SZ und S." des Schalters SZ sowie die Eingangsklemme E, die über einen `Widerstand mit dem Summenpunkt Pi verbunden ist. Den Ausgang des Multiplikators bildet die Klemme A, die gleichzeitig die Ausgangsklemme des Ausgangsverstärkers V ist. Werden diesem Doppelmodulationsmultiplikator in folgender Weise Eingangsrechenspannungen zugeführt: + Uz an Klemme E, - U. an Klemme S,', + U7t an Klemme S,", - U, an Klemme SZ' und U y an Klemme SZ', dann ergibt sich an der Ausgangsklemme A eine Ausgangsspannung Wie schon oben ausgeführt, kann diese entstandene Ausgangsspannung U" zur Wurzelbildung verwendet werden, wenn der Multiplikatorausgang A mit dem Nennereingang S,' und S," am Schalter S, verbunden wird. Die dazu notwendige Anordnung zeigt F i g. 2. Die Ausgangsspannung U" wird dazu von der Ausgangsklemme A der Eingangsklemme S," direkt und der Eingangsklemme S,' über einen Umkehrverstärker Uzugeführt, der die Polarität der Spannung Ua umkehrt. Parallel zum ohmschen Rückführungswiderstand Ra des Umkehrverstärkers U liegt aus yStabilisierungsgründen ein Hochpaßfilter Ho. Die Ausgangsspannung U" an der Klemme A ist dann Diese Schaltung hat aber einen grollen Nachteil. Die durch die Rückführung des Muttiplikatorausganges A auf den Nennereingang S,' bzw. S," entstehende Regelschleife ist nicht stabil. Der Frequenzgang des Umkehrverstärkers U, der im wesentlichen durch das Hochpaßfilter Ho bestimmt wird, das zur Stabilisierung des Umkehrverstärkers U notwendig ist, wirkt sich so ungünstig aus, daß zur Stabilisierung der Regelschleife eine erhebliche Beschneidung der Bandbreite durch eine über dzn Ausgangsverstärker V gelegte Kapazität C erforderlich wird. Hiermit ergibt sich aber eine sehr kleine für die Rechnung zur Verfügung stehende Bandbreite und damit eine sehr niedrige Rechengeschwindigkeit.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist die elektronische Anordnung zur Analog-Wurzelbildung, bei der die Ausgangsspannung eines Doppelmodulationsmultiplikators nach Patent 1170 685 zum einen direkt, zum anderen über einen Umkehrverstärker als Divisorspannung zurückgeführt wird, erfindungsgemäß gekennzeichnet durch zwei Hochpaßfilter H1 und H2, die zur Kompensation des Frequenzganges des Umkehrverstärkers U zwischen dem Ausgang des Umkehrverstärkers U und dem Summenpunkt Pi des Integrators I sowie zwischen dem Ausgang des Umkehrverstärkers U und dem Summenpunkt Px des Komparators K angeordnet sind.
Nachstehend soll ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung an Hand der F i g. 3 erläutert werden. Die in der erfindungsgemäßen Anordnung gegenüber der bekannten Anordnung zur Wurzelbildung unverändert gebliebenen Teile sind mit normaler Strichdicke und mit gleichen Bezugszeichen versehen wie die entsprechenden Teile der Schaltung gemäß F i g. 2. Die gemäß der Erfindung neu vorgesehenen Schaltungsteile sind durch dicke Linien hervorgehoben. Demnach sind in diesem Ausführungsbeispiel erfindungsgemäß je ein Hochpaßfilter H,. und FIz zwischen Ausgang des Umkehrverstärkers U und dem Summenpunkt Pi des Integrators I wie auch zwischen Ausgang des Umkehrverstärkers U und dem Summenpunkt Pk des Komparators K geschaltet worden. Sie kompensieren den Einfluß des Frequenzganges von Umkehrverstärker U mit Hochpaßfilter Ho.
Hierbei ist es zweckmäßig, die Filternetzwerke der Iiochpaßfilter Hl und H2 so zu wählen, daß sie entweder gleich dem des Hochpasses Ho werden oder sich von ihm nur durch einen Transformationsfaktor unterscheiden. Diese Hochpaßfilter H, und HZ können Kondensatoren sein, vorzugsweise sind es aber T-Glieder, deren Längszweige Kapazitäten und deren Querzweig einen Widerstand bilden. F i g. 4 zeigt ein solches T-Glied-Hochpaßfilter.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektronische Anordnung zur Analog-Wurzelbildung unter Verwendung eines Doppelmodulationsmultiplikators mit Impulsamplituden- und Impulslängenmodulation, dessen Modulationsfrequenz durch Integration der Summe aus einer Dividendenspannung und einer mit im Takt der Modulation wechselndem Vorzeichen zugeführten Divisorspannung entsteht und bei dem gemäß Patent 1170 685 ein die Modulationsspannung erzeugender Komparator vorgesehen ist, dessen Ansprechschwellen möglichst nahe bei Null liegen und dessem Eingang außer der Ausgangsspannung des Integrators die dem Divisor proportionale Eingangsgröße im Takt der Modulation mit wechselndem Vorzeichen zugeführt wird, wobei die Ausgangsspannung des Doppelmodulationsmultiplikators zum einen direkt, zum anderen über einen Umkehrverstärker als Divisorspannung zurückgeführtwird, gekennzeichnet durch zwei Hochpaßfilter (H,. und Hz), die zur Kompensation des Frequenzganges des Umkehrverstärkers (U) zwischen dem Ausgang des Umkehrverstärkers (U) und dem Summenpunkt (Pi) des Integrators (1) sowie zwischen dem Ausgang des Umkehrverstärkers (U) und dem Summenpunkt (Pk) des Komparators (K) angeordnet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filternetzwerke der zur Kompensation verwendeten Hochpaßfilter (Hl und H2) entweder gleich dem des Hochpasses (Ho) des Umkehrverstärkers (U) gemacht werden oder sich von ihm nur durch einen Transformationsfaktor unterscheiden.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Kompensation verwendeten Hochpaßfilter (H,. und HZ) im einfachsten Fall durch einen Kondensator oder durch ein T-Glied, dessen Längszweige Kondensatoren und dessen Querzweig einen Widerstand bilden, realisiert sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 967 899.