Устройство для извлечения квадратного корня

1

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известно устройство для извлечения квадратного корня, содержащее генератор тактовых имиульсов, два дискретно аналоговых интегратора, каждый из которых вынолнен в виде соединенных последовательно ключа и интегратора, широтно импульсный модулятор, блок сравнения и триггер управления.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что, с целью повышения точности работы устройства в него введены логическнй элемент «И и дифференцирующая цепь с формирователем иадпульсов стабильной длительности на выходе, подключенным к управляющему входу ключа первого дискретно аналогового интегратора, вход лт,ифференцирующей цепи соединен с выходом широтно импульспого модулятора, соединенного с управляющим входом ключа второго дискретно аналогового иитегратора, выход которого подключен к первому входу блока сравнення, вторым входом соединенного с первым входом устройства, выход блока сравнения соединен со входом триггера управления, выход которого подключен к первому входу логического элемента «И, вторым входом подключенного к генератору тактовых импульсов, зыход элемента «И соединен с нервым входом щиротно импульсного модулятора, второй вход которого соединен с выходом первого дискретно аналогового интегратора, а сигнальные входы ключей обоих дискретно аналоговых интеграторов соединены с соответствующимн входами устройства.

Блок-схема устроГ|ства для извлечения квадратного корня представлена на чертеже. Установочный вход триггера 1 соединен с клеммой «Запрос, выход - с одним из входов схемы совпадения (элемента «И) 2. Второй вход этой схемы соединен с выходом генератора тактовых нмнульсов 3.

Ждун-1ий шнротно импульсный модулятор 4 по входу запуска соедпнен с выходом схевды

совпадения 2, а по входу управляющего напряження - с выходом днскретно аналогового интегратора 5, выполненного на ключе и интеграторе . Вход унравлення ключа дискретно аналогового интегратора 5 соединен с выходом последовательной цепочкп блоков: дифференцирующей цепочки 6 и ждущего одновнбратора стабильной длительпостп 7,- подключенной к выходу широтно импульспого модулятора 4, сигнал с которого подан также

на вход уиравлення ключа днскретно аналогового интегратора 8. В состав дискретно аналогового интегратора 8 также входят ключи и интегратор. Выход интегратора 8 подключен к блоку сравненпя 9, импульсный выход которого подан на второй установочный вход

триггера, вход опорного сигнала блока сравнения соединен с клеммой входа сигнала нодкоренного числителя, а входы сигналов сомножителей иодкоренного знаменателя нодключены ко входам ключей нервого и второго дискретно аналогового интегратора соответственно .

В исходном состоянии сигиал с выхода триггера 1 обеспечивает сброс на «нуль обоих дискретно аналоговых интеграторов 5 и 8. По сигналу «Занрос триггер 1 нереключается так, что появляется сигнал иа левом его выходе и схема совпадения 2 пропускает импульс с выхода генератора тактовых имнульсов 3 на вход запуска широтно импульсного модулятора 4 (ШИМ). С выхода широтно импульсного модулятора импульс минимальной длительности, соответствующий нулевому уровню сигнала по унравляющему входу шиpOTfio импульсного модулятора, через дифференцирующую ценочку 6 запускает формирователь 7 импульсов стабильной длительности, импульс выхода которого включает ключ на входе дискретно аналогового интегратора 8. Вследствие этого уровень выходного сигнала дискретно аналогового интегратора 8 возрастает на:

ш к,-и,

где /С -постоянная интегратора 8; U - уровень входного сигнала интегратора 8; т - длительность выходных импульсов одновибратора . Тенерь при поступлении иа вход зануска второго импульса с выхода схемы совнадения 2 длительность выходного импульса широтно импульсного модулятора составит:

, K,-K,U,-,,

где /С2 - коэффициент преобразования широтно импульсного модулятора. Задний фронт выходного имнульса щиротио имнульсного модулятора опять запускает одновибратор и напряжение на выходе дискретно аналогового интегратора получит новую добавку. СоответствеЕпю возрастет и длительность выходного имнульса щиротно имнульсного модулятора. Длительность i-того импульса щиротно-имнульсного модулятора можно записать так:

., K,K,U,,.i.

Поступающие в дискретно аналоговый интегратор 5 импульсы с выхода щиротно импульсного модулятора управляют ключом на входе интегратора. Выходной сигиал интегратора 5 в этом случае представляет собой ступенчатый сигнал. Верщины стуненек располагаются в точках, амплитуда которых связана с номером входного имнульса квадратичной зависимостью . Действительно

,, /СзЕ.-Т;,

где /Сз - постоянная интегратора 5.

Предположим, что момент сравнения выходного сигнала интегратора 5 с уровгювд входного сигнала t/вх. подаваемого иа вход

блока сравнения, произойдет в момеит поступления п-ого имнульса. Запишем это условие:

е, , 2,.„ . K,KJ. 2 U,,nU, оо

-K-K-K-UU- ( -I -

- АЗ А 2 1 i- z й I I i

V / /Гз.А ,.Л ,.т„6.,,

откуда определяется п - количество импульсов иа выходе предложенного устройства:

/ J/Bx2

п

у u, K.-KZ-K.,-,

Таким образом, предложенное устройство peniaeT поставленную задачу извлечения квадратного корня из сигнала, заданного уровнем ианряжеиия, и, кроме того, вынолняет дополнительно операцию деления в.ходного сигнала на нроизведение еще двух аналоговых снгналов в подкоренном выражении. Выдача результата выполнения операции осуществляется серией импульсов, количество которых равно результату операции.

Предмет изобретения

Устройство для извлечения квадратного

корня, содержащее генератор тактовых импульсов , два дискретно аналоговых иптегратора , каждый из которых вынолпен в виде соединенных последовательно ключа и интегратора , щиротио-импульсный модулятор, блок

сравнения и триггер управления, отличаюHJ , е е с я тем, что, с цел)зю повьпнения точности работы устройства, в него введены логический элемент «PI и дифференцирующая цеп1) с формирователем имнульсов стабильной

длительности на выходе, подключенным к управляющему входу ключа первого дискретно аналогового интегратора, в.ход дифференцирующей цепи соедипеи с выходом широтпо импульсного модулятора, соедипенного с управляющим входом ключа второго дискретпо аналогового интегратора, выход которого подключен к первому входу блока сравиения, вторым входом соединенного с первым входом устройства, выход блока сравнения соединен со вхОхЧом триггера управления, выход которого подключен к первому входу логического эле.меита «И, вторым входом иодключеппого к геператору тактовых импульсов, выход элемепта «И соедииеп с первым входом

широтно импульсного модулятора, второй вход которого соединен с выходом первого дискретпо аналогового интегратора, а сигнальные входы ключей обоих дискретно аналоговых И1ггеграторов соединены с соответствующими входами устройства. .- -0ШЩ: j3 Ял/гда7 Зппрас .--.i-.