Технические науки

Электротехника и радиоэлектроника

В.С. Тверезовский, Р.В. Бараненко

Херсонский национальный технический университет

ОПТИМИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВА
ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ

Постоянное развитие средств измерений и контроля различных параметров изделий и процессов является неотъемлемой частью научно-технического прогресса. В настоящее время существенное влияние на методы построения измерительных систем оказывает использование компьютеров для обработки результатов измерений и управления различными процессами [1].

Одной из основных задач при разработке измерительных систем является повышение точности, быстродействия и увеличение диапазона измеряемых величин.

В настоящее время существует устройство для извлечения квадратного корня [2], содержащее блок сравнения, выход которого через ключ соединен со счетчиком импульсов, цифро-аналоговый преобразователь, входы которого подключены к выходам счетчика импульсов, и генератор импульсов, соединенный с управляющим входом ключа, недостатками которого является низкие быстродействие и точность вычислений.

Известно также устройство для извлечения корня [3], содержащее блок сравнения, элемент И, генератор импульсов, счетчик импульсов, два цифро-аналоговых преобразователя, вход первого из них соединен с выходом источника эталонного напряжения, а выход первого цифро-аналогового преобразователя соединен с первым выходом устройства и входом второго цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с шиной сброса, вторые входы блока сравнения и элемента И соответственно соединены с входом устройства и выходом генератором импульсов, выходы счетчика импульсов поразрядно соединены с входами первого цифро-аналогового преобразователя и вторым выходом устройства.

Для упрощения устройства для извлечения квадратного корня с сохранением высокой точности вычислений разработано устройство [4], содержащее блок сравнения, элемент И, генератор импульсов, счетчик импульсов, два цифро-аналоговых преобразователя, вход первого из них соединен с выходом источника эталонного напряжения, а выход первого цифро-аналогового преобразователя соединен с первым выходом устройства и входом второго цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с шиной сброса, вторые входы блока сравнения и элемента И соответственно соединены с входом устройства и выходом генератора импульсов, выходы счетчика импульсов поразрядно соединены с входами первого цифро-аналогового преобразователя и вторым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, выходы счетчика импульсов поразрядно соединены с соответствующими входами второго цифро-аналогового преобразователя.

Блок-схема предлагаемого устройства представлена на рис. 1, где блок сравнения обозначен цифрой 1, элемент И - 2, генератор импульсов - 3, счетчик импульсов - 4, источник эталонного напряжения - 5 и цифро-аналоговые преобразователи - 6 и 7.

Выход источника эталонного напряжения 5 через цифро-аналоговые преобразователи 6 и 7, блок сравнения 1, элемент И 2 соединен со счетным входом счетчика импульсов 4. Вторые входы блока сравнения 1, элемента И 2 и счетчика импульсов 4 соответственно подсоединены к входу устройства, к выходу генератора импульсов 3 и к шине сброса, а выходы первого цифро-аналогового преобразователя 6 и счетчика импульсов 4 соответственно подключены к первому и второму входам устройства.

Работа устройства заключается в следующем.

При поступлении входного сигнала блок сравнения 1 разрешает прохождение счетных импульсов от генератора импульсов 3 через элемент И 2 на счетный вход счетчика импульсов 4, предварительно обнуленного по шине сброса.

Получаемый при этом код, равный преобразуется на цифро-аналоговых преобразователях 6 и 7 в аналоговый сигнал, причем цифро-аналоговый преобразователь квантуется от аналогового эталонного напряжения , тогда на его выходе формируется напряжение, равное

,

(1)

которое является квантующим для второго цифро-аналогового преобразователя, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное

.

(2)

Преобразование производится до тех пор, пока сигнал на выходе второго цифро-аналогового преобразователя 7 не станет равным входному, т.е.

,

(3)

тогда на первом цифро-аналоговом преобразователе 6 зафиксируется аналоговый сигнал , а на счетчике 4 – цифровой код , пропорциональные подкоренному выражению .

Авторами предложено устройство для извлечения квадратного корня сигналов, задаваемых в аналоговой форме, структурные особенности которого позволяют увеличить точность вычислений, что очень важно для устройств автоматики и вычислительной техники.

Литература:

1. В.С. Тверезовський, Р.В. Бараненко Принцип побудови елементів вимірювальних систем, представлених цифровими програмно керованими вимірювачами //Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы. – 2003. – №1(11). – С.100-104.

2. Авторское свидетельство СССР №294150, «Устройство для извлечения корня». Автор: В.С. Тверезовский. G06G7/20. Опубл. 26.01.1971, Бюл. №6.

3. Авторское свидетельство СССР №428401, «Устройство для извлечения квадратного корня». Авторы: В.С. Тверезовский, Г.Ф. Гордиенко. G06G7/20. Опубл. 15.05.1974, Бюл. №18.

4. Авторское свидетельство СССР №612257, «Устройство для извлечения квадратного корня». Авторы: В.С. Тверезовский, Д.Г. Гуцман. G06G7/20. Опубл. 25.06.1978, Бюл. №23.

Рис. 1 Устройство для извлечения квадратного корня

ФИО, звание, степень	Тверезовский Василий Семенович, кандидат технических наук, доцент кафедры Информационных технологий Херсонского национального технического университета.
Домашний и рабочий адрес	г.Херсон ул.Фритаун 80, корп.1, кв 2. Херсонский национальный технический университет. г.Херсон, ул. Бериславское шоссе 24. Тел: р.(80552)515731.
Научные интересы	Построение информационных измерительных систем, разработка средств измерений.
ФИО, звание, степень	Бараненко Роман Васильевич, магистр компьютерных систем и сетей, старший преподаватель кафедры Информационных технологий Херсонского национального технического университета.
Домашний и рабочий адрес	г.Херсон ул.И.Кулика 137 в, кв 17. Херсонский национальный технический университет. г.Херсон, ул. Бериславское шоссе 24. Тел: моб.(8066)2106486, р(80552)515731. E-mail: Scrooger@yandex.ru
Научные интересы	Геоинформационные и информационно-измерительные системы, защита информации.