Устройство для извлечения квадратного корня

(») 432532

ОПИСАНИЕ

Союз Советскни

Соцмалмстмческмх

Р@спубпмк

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 09.04.73 (21) 1903880/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.06.74. Бюллетень «¹" 22

Дата опубликования описания 13.11.74 (51) М. Кл. G 06O 7!20

Гасударственный камитет

Сааета Мннистрсв СССР аа делам нэааретений и аткрытий (53) УДК 681.331.518 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. И. Гринблат, А. Г. Колесниченко и С. С. Александров

Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в различных устройствах автоматики и арифметических устройствах для одновременного получения прямо пропорциональной и обратно пропорциональной зависимостей квадратному корню из входной величины.

Известны вычислительные устройства, построенные на основе широтно-импульсного модулятора, позволяющие извлекать квадратный корень.

Недостатками этих устройств являются сложность получения широтно-импульсной модуляции, требующей агрегатирования с тактовым генератором, и ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в получении только одной математической операции.

Целью изобретения является упрощение схемы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в цепь генератора тока включен резистор ный мост, имеющий шесть вершин (точек соединения резисторов). К вершинам моста подключены эмиттер транзистора генератора тока, вход дифференциального усилителя, общая шина выходного импульсного делителя напряжения и источник смещающего напряжения.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Выход усилителя 1 постоянного тока, имеющего вход 2, соединен с импульсным делителем напряжения 3, состоящим из транзисторного ключа 4 и фильтра 5, причем выход клю5 ча соединен со входом фильтра. Потенциальный выход фильтра 5 соединен с базой транзистора 6 генератора 7 широтно-импульсного модулятора 8. Одновременно этот выход фильтра 5 является аналоговым выходом 9

10 всего устройства.

Общая шина устройства соединена с выходом фильтра и одной из вершин резисторного моста, включенного в эмиттерную цепь транзистора 6 генератора 7. Вершины моста, счи15 тая по ходу часовой стрелки, соединены: первая и четвертая — с источником 10 напряжения смещения, третья и пятая — со входами дифференциального усилителя 11, шестая — с общей шиной выхода импульсного делителя

20 напряжения 3, вторая — с эмиттером транзистора 6 генератора 7. Коллектор этого транзистора соединен со средней точкой входов дифференциального усилителя. Нагрузкой дифференциального усилителя 11 является транзи25 сторная схема 12, которая преобразует выходной разностный аналоговый сигнал дифференциального усилителя в прямоугольные импульсы, относительная длительность (далее скважность) которых обратно пропорциональ50 на управляющим напряжениям, подаваемым

432532

З0

3 на вход дифференциального усилителя 11. Выход транзисторной схемы 12 соединенный с управляющим электродом транзисторного ключа 4, является импульсным выходом 13 всего устройства.

После подачи питающих напряжений и входного сигнала на выходе 13 широтно-импульсного модулятора 8 возникают прямоугольные импульсы, скважность которых обратно пропорциональна току генератора 7 и прямо пропорциональна управляющим напряжениям, подаваемым на вход дифференциального усилителя 11.

Эти импульсы поступают на управление транзисторным ключом 4 импульсного делителя напряжения 3. На этот же ключ подается входной сигнал, усиленный усилителем 1. Наличие на ключе 4 двух сигналов †усиленно входного и выходного с широтно-импульсного модулятора позволяет осуществить умножение сигналов на ключе известным время-импульсным методом.

Произведение сигналов в форме прямоугольных импульсов подается на активный низкочастотный фильтр 5, где происходит осреднение сигнала.

Потенциальный провод фильтра 5 подключается к управляющему электроду транзистора 6 генератора тока 7, а общий — к шестой вершине резисторного моста, который второй вершиной подключен к эмиттеру указанного транзистора.

Вследствие этого выходной сигнал с фильтра 5 оказывает регулирующее действие на величину тока генератора 7 и распределение напряжений на резисторах моста. Изменение тока транзистора 6 и падение напряжений приводит к изменению токов в плечах дифференциального усилителя 11, а следовательно, и скважности выходного сигнала широтно-импульсного модулятора 8.

Характер воздействия тока генератора и напряжений на плечах резисторного моста различен. Так изменение тока генератора 7 вызывает обратно пропорциональное изменение скважности широтно-импульсного модулятора 8. Изменение же управляющих напряжений на входах дифференциального усилителя

11 вызывает прямо пропорциональное изменение скважности. Это регулирующее воздействие компенсирует напряжения, характерные для второстепенных членов конечных выражений требуемых математических выражений, чем повышается их точность.

Так как скважность снимаемая с выхода 13, обратно пропорциональна току генератора 7, который, в свою очередь, пропорционален входному сигналу и скважности импульсов широтно-импульсного модулятора 8, то, следовательно, скважность выходного сигнала устройства обратно-пропорциональна квадратному корню из входного сигнала. Выходной же сигнал импульсного делителя напряжения

3, снимаемый с выхода 9, прямо пропорционален квадратному корню из входного сигнала.

Это является следствием того, что выходной сигнал им пульсного делителя напряжения 3 прямо пропорционален входному сигналу и скважности, которая, в свою очередь, обратно пропорциональна квадратному корню из того же входного сигнала.

Выходной сигнал с выхода 9 имеет аналоговую форму.

Таким образом, предлагаемое техническое решение ооеспечивает получение двух функциональных зависимостей, без агрегатирования с внеп;ним источником тактовых импульсов.

Предмет изобретения

Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее усилитель входного сигнала, выход которого соединен с делителем напряжения, состоящим из последовательно соединенных транзисторного ключа и фильтра, выход делителя напряжения соединен с широтно-импульсным модулятором, состоящим из генератора тока на транзисторе, выход которого соединен со входом дифференциального усилителя, а выход дифференциального усилителя соединен со входом согласующей транзисторной схемы, выход которой соединен с управляющим входом транзисторного ключа делителя напряжения, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемы, генератор тока содержит шсстиплечий резисторный мост, первая и четвертая вершины которого соединены с источником напряжения смещения, третья и пятая — со входами дифференциального усилителя, шестая — с общей шиной, вторая — с эмиттером транзистора генератора тока, база которого соединена с выходом фильтра и выходом преобразователя.

432532

Составитель А, Наумов

Техред Е. Борисова

Редактор Б. Нанкина

Корректор Л. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3022/9 Изд. № 1782 Тираж 624 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, OK-35, Раушская наб., д. 4/5