SU1120362A1 - Врем -импульсное устройство дл возведени в дробную степень - Google Patents

Abstract

ВРЕМЯИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В ДРОБНУЮ СТЕПЕНЬ, содержащее сглаживающий фильтр, выход которого  вл етс  выходом устройства , первый импульсно-управл емый .резистор, вьшолненный в виде последовательно соединенных первого масштаб , ного резистора и первого ключа, второй масштабный резистор, источник опорного напр жени , импульсный делитель напр жени , вьшолненный в виде последовательно соединенных второго ключа и третьего и четвертого масщтабных резисторов, общий вывод которых через сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, и преобразователь напр жени  в длительность импульсов, вход которого соединен с выходом источника входного сигнала, а пр мой выход подклю-. чен к управл ющим входам первого и второго ключей, источник опорного напр жени  подключен к другим выводам первого и второго ключей первого импульсно-управл емого резистора и импульсного делител  напр жени  и через второй масштабный резистор подсоединен к входу сглаживающего фильтра , отличающе ее   тем, что, с целью повьшеш   точности и расширени  класса решаемых задач путем извлечени  корн  третьей степени из квадрата входного напр жени , оно i содержит дополнительный сглаживающий конденсатор, второй импульсно- -прав (Л л емый резистор, вьшолненный в виде последовательно соединенных п того масштабного резистора и третьего ключа, четвертый ключ и шестой масштабный ре (зистор, которьщ включен между выходом источника входного сигнала и входом сглаживающего фильтра, подключенным через четвертый ключ к другому выводу четвертого масштабного резисю о о: тора импульсного делител  напр жени  и через второй импульсно-управл емый резистор к другому выводу первого, С5 масштабного резистора первого имto пульсно-управл емого резистора, который через дополнительный сглаживаюш 1й конденсатор подсоединен к щине нулевого потенциала, управл ющие входы третьего и четвертого ключей соединены с инверсным выходом преобразовател  напр жени  в длительность импульсов.

Description

1.г

Изобретение относитс  к анапоговой вычислительной технике, может найти также применение в иг€формаи 1онно-измерительной технике и предназначено дл  воспроизведени  следующей зависимости выходного напр жени  и от входного Uy:

и,,

(1)

где К - коэффициент пропорциональности .

Известно устройство дл  возведени  в дробную степень, содержащее преобразователь напр жени  в длительность импульса, импульсный делитель напр лсени , усилитель, масштабные резисторы , сумматор и корнеизвлека1оп(ий блок высокого быстродействи  ll .

Однако устройство не позвол ет реаизовать заданную функцию преобразовани  (1) с дробным показателем стеени , равным 2/3.

Наиболее близким по технической сущности к Изобретению  вл етс  устойство , осуществл ющее извлечение корн  третьей степени, т.е. возведение в степень 1/3, из входного напр ени  посто нного тока, предварительно преобразованного в широтно-модулированный сигнал (ШИМ-сигнал) в котором реализуетс  возведение входной величины в дробную степень с вьщачей езультата в виде напр жени  посто нного тока средствами врем ш шульсной вычислительной техники.

Известное устройство содержит сглаживающее звено, выход которого  вл етс  выходом устройства в целом, в виде операционного усилител  с параллельно соединенными резистором и конденсатором в обратной св зи, параллельно соединенные первый масштабный резистор и первый импульсно-управл емый резистор, вьшолненный в вие последовательно соединенных ключа и резистора, импульсно-управл емый елитель напр жени , выполненный в виде последовательно соединенных ключа 1; дЬух резисторов, npi-гчем первый сигнальный вход ключа  вл етс  первым входом делител ,объединенные зажимы резисторов подключены через сглаживаюш -ш конденсатор к общей точке схемы , второй зажим второго резистора  вл етс  выходом делител , источник опорного напр жени , выход которого через импульсно-упра&п емый делитель напр жени , защунтированный парал622

лельно соединенными первым масштабным резистором и первым иьшульсноуправл емым резистором, подключен к входу операционного усилител  сглаживаюп ;его фильтра, преобразователь напр жени  в длительность импульса , выход которого подхслючен к вьЕходу источника входного сигнала, а пр мой выход - к объединенным управл ющим входам ключей импульсноуправл емых резистора и делител  напр жени  21,

Недостатком известного устройства  вл етс  невозможность преобразованй  входного напр  сени  по степе};ному закону с показателем степени, равным 2/3.

Цель изобретени  - повыше1-ше точности и расширение класса решаемых

задач путем извлечени  корн  третьей степени из квадрата входного напр же ш .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что врем импульсное устройство дл  возведени  в дробную степень, содержащее Сглаживающий фильтр, выход которого  вл етс  выходом устройства, первый импульсно-управл е «1ый резистор , выполненный в видепоследовательно соединенньк первого масштабного резистора и первого ключа, второй масштабный резистор, источник опорного напр жени , импульсный делитель напр жени , вьшолненный в виде по5 следовательно соединенных второго ключа и третьего и четвертого масштабных резисторов, обший вывод которых через сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, и преобразователь напр жени  в длительность иьшульсов, вход которого соединен с выходом источника входного сигнала, а пр мой выход подюзючен к управл юшдм входам первого и второго ключей,

источник опорного напр жени  подключен к другим выводам первого и второго ключей первого импульсно-управл емого резистора и импульсного делител  напр жени  и через второй масштаб0 ный резистор подсоединен к входу

сглаживающего фильтра, содержит также дополнительный сглаживающий конденсатор , второй импульсно-управл емый резистор, выпсзлненный в виде по5 следовательно соединенньк п того

масштабного резистора и третьего ключа , четвертьй ключ и шестой масштабный резистор, который включен между выходом источника входного сигнала .и входом сглаживающего фильтра, подключенным через четвертый ключ к дру , гому выводу четвертого масштабного резистора импульсного делител  напр  жени  и через второй импульсно-управ . л емый резистор к другому выводу пер вого масштабного резистора первого импульсно-управл емого резистора, который через дополнительный сглаживающий конденсатор подсоединен к шине нулевого потенциала, управл юп{ие входы третьего и четвертого ключей соединены с инверсным выходом преобразовател  напр жени  в длительность импульсов. На фиг. 1 изображена функциональна  схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - график изменени  погрешности аппроксимации степенной функции с дробным показателем степени, равным 2/3. Устройство содержит сглаживающий фильтр 1, выход которого  вл етс  выходом устройства в целом, например , в виде операционного усилител  2 с параллельно соединенными резисто ром 3 и конденсатором 4 в обратной св зи, первый 5 и второй 6 последова тельно соединенные импульсно-управл емые резисторы в виде последовательно соединенных первого и третьего ключей 7 и 8, первого и п того масштабных резисторов 9 и 10, сглажи вающий конденсатор 11, через который общий вывод импульсно-управл емых резисторов 5 и 6 подключен к шине нулевого потенциала, второй масштабный резистор 12, шунтирующий последо . вательно соединенные импульсно-управ л емые резисторы 5 и 6, через которы источник 13 опорного напр жени  подключен к входу операционного усилите л  2 сглаживающего фильтра 1, импуль ный делитель 14 напр жени  в виде последовательно соединенных второго ключа 15 и третьего и четвертого мас штабных резисторов 16 и 17, общий вьшод которых через сглаживающий кон денсатор 18 подключен к шине нулевого потенциала, причем другой вывод

где (UO - напр жение опорного источника); 1

G 7 соответственно водимости резистора в цепи обратной ключа 15,  вл ющ11йс  первым входом делител  напр жени , подключен к ис-, точнику 13 опорного напр жени , а другой вывод масштабного резистора 17,  вл ющийс  выходом делител  14 напр жени , через четвертый ключ 19 подсоединен к входу операционного усилител  2 сглаживающего фильтра 1 , который через шестой масштабный резистор 20 подключен к выходу источника 21 входного сигнала, объединенному с входом преобразовател  22 напр жени  в длительность импульсов, пр мой выход последнего подсоединен к объединенным управл ющим входам ключей импульсно-управл емого делител  .14 напр жени  и импульсно-управл емого резистора 5, а инверсный - к объединенным управл ющим входам третьего и четвертого ключей 8 и 19. Устройство работает следующим образом . Входное напр же1ше посто нного тока Uj с помощью преобразовател  22 напр жени - в длительность импульса преобразуетс  по линейному закону в периодическую последовательность пр моугольных импульсов с относительной длительностью Q (,UX;(2) где К - коэффициент пропорциональности; , С - длительность повтор ющихс  с периодом Т пр моугольных импульсов ). На инверсном выходе преобразовате -, л  22 формируетс  ШИ11-сигнал с относительной длительностью . Эти ШМ-сигналы управл ют средними значеШi мн проводимосТей соответствующих импульсно-управл емых резисторов. Сглаживающий кощценсатор 11 и сглаживающ1Ш конденсатор 18, вход щий в состав импульсно-управл емого делител  14, обеспечивает разв зку по переменному току соответствующих импульсно-управл емых резисторов. С учетом потенциального заземлени  входа сглаживающего фильтра 1 среднее значение. выходного напр жени  Ug равно Q(-e Q7-G6 с.г-с,б

св зи операционного усилител  2 сглаживающего фильтра 1, масштабного резистора 9 импупьсно-управл емого резистора 5, импульсно-управл емого резистора 6, шестого масштабного резистора 20, второго масштабного резистора 12, третьего и четвертого масштабных резисторов 16 и 17 импульсно-управл емого делител  14 напр жени .

На основании подоби  этого выражени  выражению

R,x)0,000833+1,00000 х-1+0д36273х (1-х) 0 07017ЬсО-х) ,(4) х+0,451184 х+0,оТ5768

А аппроксимирующему функ1щю2 л|х с погрешностью не выше 0,08% в диапазоне изменени м от О до 1 (фиг, 2), выб фаютс  значени  проводимостей

масштабных резисторов устройства. погрешность определ етс  как

. , зСх

. & lL,t.oo«/o.

ток

2„,ач 1; x€.0,l.

Преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с известным  вл ютс  возможность реализации функции , что позвол ет строить различные нелинейные блоки, а также высока  надежность, обусловленна  простотой сх«мы, помехоустойчивость, вытекающа  из принципа усреднени  широтно-модулированных параметров, и технологичность, обусловленна  простотой св зей между структурными элементами устройства.

фиг.1

.2()0

Фг/г,2

Claims (1)

1. ВРЕМЯИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В ДРОБНУЮ СТЕПЕНЬ, содержащее сглаживающий фильтр, выход которого является выходом устройства, первый импульсно-управляемый резистор, выполненный в виде последовательно соединенных первого масштабного резистора и первого ключа, второй масштабный резистор, источник опорного напряжения, импульсный делитель напряжения, выполненный в виде последовательно соединенных второго ключа и третьего и четвертого масштабных резисторов, общий вывод которых через сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, и преобразователь напряжения в длительность импульсов, вход которого соединен с выходом источника входного сигнала, а прямой выход подклю-. чен к управляющим входам первого и второго ключей, источник опорного напряжения подключен к другим выводам ' первого и второго ключей первого импульсно-управляемого резистора и импульсного делителя напряжения и через второй масштабный резистор подсоединен к входу сглаживающего фильтра, отличающе ес я тем, что, с целью повышения точности и расшире ния класса решаемых задач путем извлечения корня третьей степени из квадрата входного напряжения, оно содержит дополнительный сглаживающий конденсатор, второй импульсно-управляемый резистор, выполненный в виде последовательно соединенных пятого масштабного резистора и третьего ключа, четвертый ключ и шестой масштабный резистор, который включен между выхо- дом источника входного сигнала и входом сглаживающего фильтра, подключенным через четвертый ключ к другому выводу четвертого масштабного резис тора импульсного делителя напряжения и через второй импульсно-управляемый резистор к другому выводу первого, масштабного резистора первого импульсно-управляемого резистора, который через дополнительный сглаживающий конденсатор подсоединен к шине нулевого потенциала, управляющие входы третьего и четвертого ключей соединены с инверсным выходом преобразователя напряжения в длительность импульсов.

   . 1 120362