SU1053115A1 - Квадратор - Google Patents

Abstract

1. КВАДРАТОР, содержащий входной сумматор три входа которого; соединены с первыми выходамитрех пороговых элементов, подключенных входами сор±ветственно к выходам блоков выделени  модул  и блока определени  знака входного сигнала, квадрирующий блок,вход которого соединен с выходом входного сумматора и с информационным входом блока умножени  на знаковую функцию, а выход подключен к первому входу выходного сумматора, второй, третий и четвертый входы которого соединены с вторыми выходами соответствующих пороговых элементов, п тый., шестой и седьмой входы - с сигнальными выходами трех управл емых ключей, а Btan ход  вл етс  выходом квадратора сиг нальные входы управл емых ключей объединены и подключены к выходу блока умножени  на знаковую функцию а ИХ управл ющие входаа подключены к третьим выходам соответствук дих пороговых элементов, отличающийс  тем, что, с целью повыше- . НИН динамической точности его работы , он содержит дополнительный блок умножени  на знаковую функцию и блок управлени , первый вход которого .соединен с выходом блока определени  знака входного,сигнала, второй, третий и четвертый входы подключены к третьим выходам соответствующих пороговых элементов, а первый и второй выходы - к управл ющим входам соответственно основного и дополнительного блоков ь ноженй  на знако§ вую функцию/ выход дополнительного блока умножени  на знаковую функцию (Л соединен с четвертым входом входного сумматора, а его вход  вл етс  входом квадратора. 2. Квадратор по п.1, от л ичающййс  тал, что в нетл блок управлени  содержит пocлeдoщaтeльнc включенные.элемент ИЛИ-НЕ , двухвходной элемент ИЛИ и элемент сравнени , выход которого и выход У1 ИЛИ  вл ютс  соответственно первым :о и вторым выходами блока, другой элемента сравнени   вл етс его первым входом, а три входа элемента ИЛИ-НЕ, вторрй из которых соедин(ен с другим входом двухвходоЕого элемента i:n ИЛИ,  вл ютс  соответственно вторым третьим и четвертым входами блока управлени .

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и автоиатике. Известен квадратор, содержащий основной канал преобразовани  инфор мации и канал коррекции погрешности включанвдйё- в себ  cyNowiaTOpb), источ Ники опорных напр жений, диодные эл |Менты и резисторы Щ . Недостатком такогоквадратора  в етс  наличие скачков сигнала на выходе сумматора в канале коррекции, ;что приводит к по влению динамических погрешности преобразовани . Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  квадратор, содержащий сумматор, пер вый вход которого  вл етс  входом квадратора, а остальные входы соеди нены с первыми выходами, св занных между собой пороговых элементов,, подключенных первыми входами к выхо ду блока вьщелени  модул , подключенного к входу устройства, а вторы ми входами - к выходу блока опреде лени  знака, подключенного к входу устройства, выход сумматора через квадратирующий блок соединен с пер ,вьзм входом выходного сумматора, второй, третий, четвертый входы кот рого соединены соответственно с вто рыми выходами пороговых элементов, п тый, шестой, седьмой выходы - с в ходами управл -емых ключей, управл ю щие входы которых подключены к трет им выходам .соответствующих пороговых элементов, а сигнальные входы через блок умножени  на.±1, управле ние которым осуществл етс  от блока определени  знака, подключенного к входу квадратора, соединены с выходом сумматора pj . . Н-едостатком известного квадратор  вл етс  ступенчатое изменение сигнала на выходе первого сумматора. При ограниченном быстродействии последнего это приводит к возникновению динамических, погрешностей. Целью изобретени   вл етс  повышение динамической.точности работы квадратора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что квадратор, содержащий входной сумматор, три входа которого соединены с первыми выходами трех пороговых элементов, подключенных входами соответственно к выходам блока вьщелени  модул  и блока определени  знака входного сигнала, квад рирующий блок, вход которого соединен с выходом входного сумматора и с информационньм входом блока умножени  на знаковую функцию, а выход подключен к первому входу выходного сумматора, в торой, третий, и четверты входы которого соединены с вторьоии выходами соответствующих пороговых элементов, п тый, шестой и седьмой входы - с сигнальными выходами трех управл емьпс ключей, а выход  вл етеri выходом квадратора, сигнальные входы управл емых ключей объединены и подключены к выходу блока умножени  / ра знаковую функцию, а их управл юЙ1ие входы подключены к третьим выходам соответствующих пороговых элементов , содержит дополнительный блок умножени  на знаковую функцию и блок управлени , первый вход которого соединен с выходом блока определени  знака входного сигнала,второй,третий и четвертый входы подключены к третьим выходам соответствующих пороговых элементов, а первый и второй выходу - к управл квдим входам соответственно основного и дополнительного блоков умножени  на знаковую функцию, выход дополнительного блока умножени  на знаковую функцию соединен с четвертым входом входного сумматора, а его вход  вл етс  входом квадратора. Кроме того,блок управлени  содержит последовательно включенные элемент ИЛИ-НЕ, двухвходовой элемент ИЛИ и элемент сравнени , выход которого и выход элемента ИЛИ  вл ютс  соответственно первым и вторым входами блокаj другой вход элемента сравнени   вл етс  его первым входом , а три входа элемента ИЛИ-НЕ, второй из которых соединен с другим входом двухвходового элемента ИЛИ,  вл ютс  соответственно вторым, третьим и четвертым входами блока управлени . На фиг. 1 приведена срукхурна  схема квадратора; на фиг. 2 - временные диагрс;ммы, по сн ющие работу предлагаемого устройства в сравнении с известным. Квадратор содержит входной сумматор 1, блок 2 выделени  модул  входного сигнала, блок 3 определени  знака входного сигнала, квадратирующий блок 4, пороговые элементы 5-7, блок 8 умножени  на знаковую функцию , управл емые ключи 9-11, выходной сумматор 12, дополнительный блок 13 умножени  на знаковую функцию и блок 14 управлени . Причем один вход сумматора 1 через дополнительный блок 13 умножени  на знаковую функцию, управл ющий вход которого св зан с первым входом блока 14 управлени , св зан с входом квадратора , а остальные входы соединени  с первыми выходами пороговых элементов 5-7, подключенных первыми входами к выходу блока 2 выделени  модул , подключенного к входу устройства , а вторыми входами - к выходу блока 3 определени  знака, также подключенногок входу устройства, вькод сумматора через квадратирующий блок 4 соединен с первым входом сумматора 12, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с вторьлми выходами пороговых элементов 5-7, п тый и седьмой входы - с сигнальными выхо дами управл емых ключей 9-11, управ л ющие входал которых подключены к третьим выходам соответствующих.. пороговых элементов 5-7, а сигнальные входы через блок 8 умножени  на знаковую функцию соединен, с вто рым выходом блока 14 управлени , входы которого соединены с третьими ( в.ыходами пороговых элементов 5-7 и выходом блока 3 определени  знака входного сигнала. Блок 14 управлени содержит элемент ИЛИ-йЕ 15, двухвходовой элемент ИЛИ 16 и элемент 17 сравнени . Квадратор работает следующим.образом .., Входной си гнал X подаетс  на вхсэды блока 3 определени  знака входного сигнала, блока 13 умножени  сигнала на знаковую функцию и через блок 2 выделени  модул  па входы порого1эых элементов 5-7. Сработавший пороговы элемент формирует с необходимым зна ком сигнсш, пропорциональный знач.ен опорной точки Х| , сигнал пропорциональный значению Xj , а также входной сигнал дл  блока 14 управлени  и дл  управлени  соответствующим i -ым управл емым ключом. Сигнал X, подаетс  на вхсад сумма тора 1, где вычитаетс  (алгебраичес ки суммируетс ) из выходного сигнал блока 13. На выходе сумматора 1 формируетс  сигнал Х,-КДи,,Х-Х,; который подаетс  на вход блока 8, а также через квадратирующий блок 4 на вход выходного сумматора 12 (Щ коэффициент передачи сумма тора ;К, коэффициент передачи входного блока 13 умножени  на знаковую функцию). На выходе блока 8 формируетс  си нал где К4 - кэффициент передачи блока умножени  на знаковую функцию. хНа выходе квадратируквдего блока действует сигнал ;,,X-X;f, где К - коэффициент передачи квадр тирующего блока 4. Сигнал Ха через соответствующий управл емый ключ 9-11 подаетс  на вход выходного сумматора 12, Таким образом, на выходе сумматора 12 фор мируетс  сигнал гVlx-K4k:jU зX-xЛ+ ;U0kДk ,,x-XiV «« где К - коэффициент передачи -fo управл емого ключа; Kj2 - коэффициент передачи сумматора 12 дл  сигнала Х| . Если выбрать коэффициенты передачи равными Ktz.- 1 «4 К ТО выражение дл  входного сигнала записываетс  в виде ХВЫУ - (Vi.X-Xif VJ82X;(W,VX-Xi) . хЦ. в случае на выходе блрка 3 определени  знака входного сигнала устанавливаетс  сигнал, соответствую щий единице. При 1x1 . Xni на управл ющих выходах пороговых эле- ментов сигналы соответствуют нулю, ключи 9-11 закрыты (Хц; - пороги срабатывани  соответствующих пороговых элементов 5-7). На первом выходе блока 14 управлени , св занном с управл к цим входом дополнительного блока 13 умножени  на знаковую функцию , устанавливаетс  такой, сигнал, что коэффициент передачи блока 13 (К ) равен единице. При срабатывании первого порогового элемента 5 (Xj,:fxf ;Х,Хпз) а его управл ющем выходе устанавливаетс  единица, на других выходах формируютс  опорные сигналы, пропорцио7 нальные +У. и Х . Управл емый ключ 9 открываетс , на выходах блока 14 устанавливают такие сигналы, что коэффициенты (Kg и К ) передачи основного и дополнительного блоков 8 и 13 станов тс  равными минус единице . Соотношение дл  выходно1:о сигнала принимает вид. (-х+х, ) -2Х (-x-x)4- ,. где К 1/К1К| . При -срабатывании второго порогового элемента 6 (Х|л. Хп2 (х/ Xj ) на его выходах формируютс  сигналы -Х2, х| , на управл ющем выходе устанавливаетс  единица. Управл емый ключ 10 открьшаетс , на выходах блока 14 управлени  устанавливаютс  такие сигналы, что при этом , Kj, 1. Соотношение дл  выходного сигнала записываетс  4b,,U-X,.kX. . Значение опорных и упра;вл ющих сигналов пороговых элементов 5-7, а также коэффициентов Kg при различных значени х входной величины X сведены в таблицу. Из соотнсхиений дл  выходного сиг:нала устройства с учетом приведенной таблицы следует, что при любом зна чении X на выходе устройства реали- , зуетс  квадратична  функци . Функциональна  схема блока 14 управлени  дл  случа  4 та, 3 может , например, иметь вид изображен ный на фиг. 1. Временные диаграммы (Фиг. 2) по сн ют прирцип действи  предлагаоло го квадратора в сравнении с известным . . При входнсни сигнале Хр K-t дл  известного устройства сигнал на выходе первого сумматора может быть записан 4bixH-K{2 sinot-ig,-n9wtt...,ncot 5 а дл  предлагаемого квадраторасигнал на выходе cj MaTopa 1 записываетс  в виде |Xg,,(.ibl | |: siiiwt- S n3wfc+...+ анализа приведенных соотношений следует, что в разложении (2) отсутствуют чётные гармоники сигнала, а р д (2) сходитс  быстрее, чем р д (1) и, следовательно, дл  данного разложени  в большей степени, чем дл  р да (1) ослаблено вли ние высо-. кочастотных гармоник, например, дл  р иаа (2) 3-й гармоники ослаблено в 2/з1 раз по сравнению с р дом (1), а 2-  гармоника вообще отсутствует и т.д. Аналогичные резуль- аты могут быть получены дл  случа  преобразовани  гладких входных сигналов произвольной формы. Таким, образс и структура квадратора позвол ет снизить требовани  к полосе пропускани  функциональных блоков квадратора, а также уменьшить динамические погрешности преобразовани .

|

esi

врем 

sll is|

III

BpfHft

Claims (1)

1 . КВАДРАТОР, содержащий' входной сумматор; три входа которого? соединены с первыми выходами трех пороговых элементов, подключенных . входами соответственно к выходам блоков выделения модуля и блока определения знака входного сигнала, квадрирующий блок ,вход которого coe-t динен с выходом входного сумматора и с информационным входом блока умножения на знаковую функцию, а выход, подключен к первому входу выходного сумматора, второй, третий и четвертый входы которого соединены с вторыми выходами соответствующих пороговых элементов, пятый., шестой и седьмой входы - с сигнальными выходами трех управляемых ключей, авыг ход является выходом квадратора^' сиг*· нальные входы управляемых ключей объединены и подключены к выходу блока умножения на знаковую функцию а их- управляющие входа подключены к третьим выходам соответствующих пороговых элементов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше- . ния динамической точности его работы, он содержит дополнительный блок\ умножения на знаковую функцию и блок управления, первый вход которого' соединен с выходом блока определения знака входного.сигнала, второй, третий и четвертый входы подключены к третьим выходам соответствующих пороговых элементов, а первый и второй выходы — к управляющим входам соответственно основного и дополнительного блоков умножения на знаковую функцию, выход дополнительного блока умножения на знаковую функцию соединен с четвертым входом входного сумматора, а его вход является входом квадратора. 2. Квадратор по п.1, от л ичающийся тем, что в нем блок управления содержит последовательна включенные.элемент ИЛИ-НЕ , двухвходной элемент ИЛИ и элемент сравне-¹ ния, выход которого и выход элемента ИЛИ являются соответственно первым и вторым выходами блока, другой вход элемента сравнения является’его первым входе»*, а три входа элемента ИЛИ—НЕ, вторрй из которых соединен с другим входом двухвходобого элемента ИЛИ, являются соответственно вторым/ третьим и четвертым входами блока управления.

>