SU955107A1 - Устройство дл извлечени квадратного корн из разности квадратов двух напр жений - Google Patents

Description

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в автоматике, измерительной и вычислительной, технике, для извлечения квадратного корня из разности квадратов двух напряжений.

Известно устройство для извлечения квадратного корня из разности квадратов двух напряжений, содержащее два блока выделения модуля, выходы которых подключены к первому и второму входам трехвходового сумматора и блок выделения наибольшего напряжен ния, выход которого подсоединен к третьему входу сумматора, первый вход₁₅ подкдючен к выходу одного из блоков выделения модуля, а другой вход подсоединен к выходу сумматора [1J .

Недостатком такого устройства яв- ю ляётся низкая точность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для извлечения квадратного корня из разности квадратов двух напряжений, использующее несколько квадратичных импульсных измерительных преобразователей [2^·

Недостатками этого устройства являются сложность и низкая точность, вызванная наличием в схеме нескольких импульсных преобразователей, каждый из которых ухудшает точность устройства.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для извлечения квадратного корня из разности квадратов двух напряжений, содержащее •интегратор, состоящий из операционного усилителя, вход которого соединен с масштабным резистором, интегрирующего конденсатора, включенного в цепь обратной связи, и ключа сброса, включенного параллельно интегрирующему конденсатору, компаратор, RS-триггер и тактовый генератор,

955107 4 выход которого соединен с R-входом RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом интегратора, вход которого является 5 первым входом устройства, вторым входом устройства является второй вход компаратора,а управляющий вход ключа сброса интегратора соединен с выходом RS-триггера, дополнитель- 10 но введены последовательно соединенные первый и второй дополнительные резисторы и RC-фильтр, причем вход i'RC-фильтра соединен с выходом интегратора,, а выход RC-фильтра - с 15 выходом устройства и общим выводом первого и второго дополнительных . резисторов, свободные выводы которых соединены соответственно с выводами масштабного резистора интегратора. зо На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - показана форма напряжений на выходах различных блоков устройства при его работе. 2S

Устройство для извлечения квадратного корня из разности квадратов двух напряжений содержит интегратор с входом 2, являющимся первым входом устройства, общую шину 3, one- ₃₀ рационный усилитель 4, вход которого соединен . с масштабным резистором

5, в цепь обратной связи операционного усилителя включен интегрирующий конденсатор 6, к выходу интеграт тора присоединен первый вход компаратора 7, второй вход 8 которого является вторым входом устройства, а выход соединен с R-входом RS-триггера 9, S-вход которого соединен с выходом тактового генератора 10, , на выходе интегратора включен RC-фильтр 11, состоящий из резистора 12 и конденсатора 13, вход которого соединен с выходом интегратора 1, в цепи обратной связи которого включен ключ 14 сброса, параллельно масштабному резистору 5 интегратора включены последовательно соединенные первый 15 и второй 16 масштабные резисторы, общий вывод которых соединен с выходом RC-фильтра и выходом устройства 17·

Устройство работает следующим образом. , .55

Генератор 10 вырабатывает тактовые импульсы, управляющие .RS-триггером, вырабатывает периодическое напряжение, причем длительность его импульсов управляется выходным напряжением блока 7 сравнения. Когда на выходе RS-триггера 9 появляется импульс напряжения, ключ 14 закрывается и конденсатор 6 интегратора 1 начинает заряжаться от первого входного напряжения постоянного тока ϋ_βΜ. При достаточно большом усилении операционного усилителя 4 напряжение на его входе остается близким к нулю, напряжение на выходе интегратора 1 возрастает линейно, причем это напряжение имеет по сравнению с напряжением и_вХ4 обратную полярность. Это. напряжение сглаживается фильтром 11 и с его выхода поступает на выход устройства. Первое входное напряжение U_8X ,( подается через резистор 15 на выходную клемму 17 устройства и из этого напряжения вычитается часть сглаженного напряжения интегратора 1. Напряжение Ug_blx с выходной клеммы 17 поступает через резистор 16 на вход операционного усилителя 4, ускоряя заряд конденсатора 6. Когда напряжение на выходе интегратора 3 станет равным второму входному напряжению постоянного ,TOKa Ug_X2 ,па выходе блока 7 сравнения появляется импульс, поступающий на S-вход RS-триггера 9, и выходное напряжение RS-триггера 9 становится равным нулю. При этом ключ 14 открывается и конденсатор 6 разряжается до нуля. При появлении нового тактового импульса указанная последовательность работы устройства повторяется и на выходе интегратора 1 формируется пилообразное напряжение, которое сглаживается фильтром Г и поступает на выход устройства. Форма указанных напряжений приведена на фиг.2.

При таком режиме работы устройство реализует функцию вых⁼ ·ίαΰβ_Μ - bUg_X2', (¹) где Ug_bix - выходное напряжение постоянного тока устройства;

Ugx₄ - первое входное напряжение' постоянного тока'устройства;

“ второе, входное напряжение постоянного тока устройства;

а,Ь- постоянные коэффициенты, причем работоспособность устройства обеспечивается при выполнении соотношения ‘ ^R5' ^R15 ‘ ^46 ·>

где Rj.сопротивление параллельно включенных резисторов R5·, R₁₅· и R^₆*

Если выходное напряжение устройства должно иметь один знак, его выходное напряжение следует подать на блок, реализующий функцию вида (1).

. В связи с тем, что данное устройство для извлечения квадратного корня значительно проще прототипа, его аппаратурные погрешности уменьшаются в 2-3 раза.

Claims (2)

1. 3 выход которого соединен с R-входом RS-триггера, 5-вход которого соеди нен с выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом интегратора, вход которого  вл етс  первым входом устройства, вторым входом устройства  вл етс  второй вход компаратора,а управл ющий вход ключа сброса интегратора соединен с выходом RS-триггера, дополнительно введены последовательно соединен ные первый и второй дополнительные резисторы и RC-фильтр, причем вход iRC-фильтра соединен с выходбм интегратора ,, а выход RC-фильтра - с выходом устройства и общим выводом первого и второго дополнительных . резисторов, свободные выводы которых соединены соответственно с выводами масштабного резистора интегратора. На фиг.1 приведена функциональна схема устройства; на фиг.2 - показана форма напр жений на выходах различных блоков устройства при его работе. Устройство дл  извлечени  квадратного корн  из разности квадрато двух напр жений содержит интегратор 1с входом 2,  вл ющимс  первым вхо дом устройства, общую шину 3 oneрационный усилитель 4, вход которог соединен . с масштабным резистором 5, в цепь обратной св зи операционного усилител  включен интегрирующий конденсатор 6, к выходу интегра тора присоединен первь1Й вход компар тора 7, второй вход 8 которого  вл етс  вторым входом устройства, а выход соединен с R-входом RS-триггера 9, S-вход которого соединен с выходом тактового генератора 10, на выходе интегратора включен RC-фильтр 11, состо щий из резистора 12 и конденсатора 13i вход которого соединен с выходом интегратора 1, в цепи обратной св зи которого включен ключ сброса, параллельно масштабному резистору 5 интегратора 2включены последовательно соединен ные первый 15 и второй 16 масштабны резисторы, общий вывод которых соединен с выходом RC-фильтра и выходом устройства 17. Устройство работает следующим образом. Генератор 10 вырабатывает тактовые импульсы, ynpaвл ющиe RS-тpигre ром, вырабатывает периодическое 7 4 напр жение, причем длительность его импульсов управл етс  выходным напр жением блока 7 сравнени . Когда на выходе RS-триггера 9 по вл етс  импульс напр жени , ключ закрываетс  и конденсатор 6 интегратора 1 начинает зар жатьс  от первого входного напр жени  посто нного тока U. При достаточно большом усилении операционного усилител  k напр жение на его входе остаетс  близким к нулю , напр жение на выходе интегратора 1 возрастает линейно, причем это напр жение имеет по сравнению с напр жением Ugx.-i обратную пол рность. Это. напр жение сглаживаетс  фильтром 11 и с его выхода поступает на выход устройства. Первое входное напр жение Ugn.-t подаетс  через резистор 15 на выходную клемму 17 устройства и из этого напр жени  вычитаетс  часть сглаженного напр жени  интегратора 1. Напр жение с выходной клеммы 17 поступает через резистор 16 на вход операционного . усилител  , ускор   зар д конденсатора 6. Когда напр жение на выходе интегратора 3 станет равным второму входному напр жению посто нного .TOKaUg n ,на выходе блока 7 сравнени  по вл етс  импульс, поступающий на S-вход RS-триггера 9, и выходное напр жение RS-триггера 9 становитс  равным нулю. При этом ключ 1U открываетс  и конденсатор 6 разр жаетс  до нул . При по влении новог о тактового импульса указанна  последовательность работы устройства повтор етс  и на выходе интегратора 1 формируетс  пилообразное напр жение , которое сглаживаетс  фильтром 1 и поступает на выход устройства. Форма указанных напр жений приведена на фиг.2. При таком режиме работы устройство реализует функцию Bb., (1) где - выходное напр жение посто нного тока устройства; exi первое входное напр жение посто нного тока устройства; второе. входное напр жение посто нного тока устройства; С1,)- посто нные коэффициенты, причем работоспособность устройства 5 обеспечиваетс  при выполнении соотношени  Jj. 15 ЛЬ где Ry-сопротивление параллельно включенных резисторов R, , и , Если выходное напр жение устройства должно иметь один знак, его выходное напр жение следует подать на блок, реализующий функцию вида (1). . В св зи с тем, что данное устройство дл  извлечени  квадратного корн  значительно проще прототипа, его аппаратурные погрешности уменьшаютс  в 2-3 раза. Формула изобретени  Устройство дл  извлечени  квадрат ного корн  из разности квадратов дву напр жений, содержащее интегратор, состо щий из операционного усилител , вход которого соединен с масштаб ным резистором, интегрирующего конденсатора , включенного в цепь обратной св зи операционного усилител , и ключа сброса, включенного параллел но интегрирующему конденсатору, ком07 . пapaтop,RS-тpиггep и тактовый гене ратор , выход которого соединен с R-входом RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом интегратора, вход которого  вл етс  первым входом устройства, вторым входом устройства  вл етс  второй вход компаратора,а управл ющий вход ключа сброса интегратора соединен с выходом RS-триггера, отличающеес  тем, что, с целью повыше-i ни  точности, оно дополнительно содержит последовательно соединенные первый и второй дополнительные резисторы и RC-фильтр, причем вход RC-фильтра соединен с выходом интегратора , а выход RC-фильтра - с выходом устройства и с общим выводом первого и второго дополнительных резисторов, свободные выводы которых соединены соответственно с выводами масштабного резистора интегратора . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № , кл, G 06q 7/20, 197,
2. 2.Куликов С,В, Импульсные измерительные преобразователи. М., Энерги  197,с,89, с.98-100 (прототип).