Устройство для извлечения квадратного корня

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом устройства, два квадратирующих элемента, каждый из которых выполнен на полевом транзисторе , сумматор, первый вход которого является входом устройства,а выход сумматора через масштабный резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выход операционного усилителя подключен к истоку первого полевого транзистора , затвор которого подключен к первому выводу источника напряжения, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем вычисления корня квадратного из суммы квадратов, в него введены m дополнительных квадратирующих элементов, выполненных на полевых транзисторах, а сумматор содержит h дополнительных входов, Q причем выходы,,сумматора являются со- S ответствующими входами устройства и подключены к соединенным между собой истокам и затворам соответственно второго и Л1 полевых транзисторов дополнительных квадратирующих элементов , стоки всех полевых транзисторов подключены к инвертирующему входу операционного усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) . (Н) (504 С 06G 7 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3611065/?4-24. (22) 04.06.83 (46) 30.10.86. Бюл. У 40 (7 1) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники СО

АН СССР (72) С.А. Ефимов (53) 681.335 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 744633, кл. G 06 G 7/20, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 902029, кл. С 06 G 7/20,,1982 ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ

КВАДРАТНОГО КОРНЯ, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом устройства, два квадратирующих элемента, каждый из которых выполнен на полевом транзисторе, сумматор, первый вход которого является входом устройства,а выход сумматора через масштабный резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выход операционного усилителя подключен к истоку первого полевого транзистора, затвор которого подключен к первому выводу источника напряжения, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем вычисления корня квадратного из суммы квадратов, в него введены rn дополнительных квадратирующих элементов, выполненных на полевых транзисторах, а сумматор содержит Ь дополнительных входов, причем выходы .сумматора являются со- 2 ответствующими входами устройства и подключены к соединенным между собой истокам и затворам соответственно С второго и m полевых транзисторов дополнительных квадратирующих элемен- Я тов, стоки всех полевых транзисторов подключены к инвертирующему входу операционного усилителя.

1 12

Изобретение относится к измерительной и аналоговой вычислительной технике.

Известно устройство для извлечения квадратного корня, содержащее операционный усилитель, п1 инверторов, и токозадающих резисторных звезд, П блоков выделения модуля, выполненных на m двухвходовых диодных элементах.

К недостаткам данного преобразователя относится наличие метоцической погрешности, обусловленной кусочно-линейной аппроксимацией.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для извлечения квадратного корня, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом устройства, два квадратирующих элемента, каждый из которых выполнен на полевом транзисторе„ сумматор, первый вход которого является входом устройства, а выход сумматора через масштабный резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к ,шине нулевого потенциала, выход операционного усилителя подключен к истоку первого полевого транзистора, затвор которого подключен к первому выводу источника напряжения, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные воэможности, ввиду невозможности вычисления. корня квадратного из суммы квадратов.

Цель изрбретения — расширение функциональных возможностей за счет вычисления корня квадратного из суммы квадратов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для извлечения квадратного корня, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом устройства, два квадратирующих элемента, каждый иэ которых выполнен на полевом транзисторе, сумматор, первый вход которого является вг.одом устройства, а выход сумматора через масштабный резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя„ неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, вы67442

Р) у = — К.х, 1 2

40 где К вЂ” коэффициент преобразования сумматора по i-му входу °

Проводимость каждого из квадратирующих элементов 3,...3,„, выполненных на полевых транзисторах,описывается выражением

Нзи, 1 4и

Ц) о 2

I 1

Со

50 проводимость i-го полевого транзистора; проводимость открытого канала i-го полевого

I транзистора; напряжение затвор-исток

1 -го полевого транзистора; где

Нзи, ход операционного усилителя подключен к истоку первого полевого транзистора, затвор которого подключен к первому выводу источника напряжения, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, введены щ дополнительных квадратирующих элементов, выполненных на полевых транзисторах, а сумматор со10 держит и дополнительных входов, причем выходы сумматора являются соответствующими входами устройства и подключены к соединенным между собой истокам и затворам соответ15 ственно второго и Ф полевых транзисторов дополнительных квадратирую. щих элементов, стоки всех полевых транзисторов подключены к инвертирующему входу операционного усилителя.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для извлечения квадратного корня.

Устройство для извлечения квад21 ратного корня содержит операционный усилитель 1, сумматор 2, m квадратирующих элементов 3,...3, выполненных на полевых транзисторах,масштабный резистор 4, источник 5 на30 пряже ния .

Устройство для извлечения квадратного корня работает следующим образом.

Входные напряжения х„...х„ поступают на входы сумматора 2 и истоки полевых транзисторов, выходное напряжение сумматора 2 имеет вид

1267442

3С, + — г = 0

0о, 0 и, = 0

Следовательно, Пси;

G mG ° + — — С

0 2 ц о;

О к

15 тогда

Ф Al С.х = G„Iii;x

01 =7

1 уСк+ 2 х С;+ zG

;=г

° ° а х„„

+ 2

U — напряжение отсечки i-ro

Oi полевого транзистора;

U,„, — напряжение сток-исток

i-го полевого транзистора, Для данного включения полевых транзисторов выполняется следующее условие:

Напряжение на инвертирующем входе операционйого усилителя 1 где U — напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя, z — напряжение на выходе операционного усилителя;

G — проводимость первого полеI ного транзистора;

G — проводимость масштабного к резистора 4.

Проводимость первого полевого транзистора 3 < при U è = По "снбудет равна

3 Uqq„

Go

Ua

Для данной схемы устройства справедливо х Пс 2 3 «ш си;

Следовательно, можно получить

1 С, — Со

2;, 1о, 10 Регулировкой коэффициентов преобразования сумматора 2 легко обеспечить равенство

20 Учитывая данное равенство, выражение для выходного напряжения будет равно

3O, Uo Go

ЗСр ° Uo

Чтобы изменить коэффициенты а; или установить определенные соотно35 шения между ними, необходимо ввести масштабирование входных сигналов.

Предлагаемое изобретение позволяет сохранить точность работы устройства при увеличении количества

40 входов.

1267442

Составитель Н. Зайцев

Техред И.Попович Корректор С. Шекмар

Редактор H. Слободяних

Заказ 5779/49

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4