Множительно-делительное устройство

 

<>432526

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 08.09.72 (21) 1826174j18-24 (5I) М. Кл. G 06 7/16 с присоединением заявки—

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (32) Приоритет—

Опубликовано 15.06.74. Бюллетень X 22

Дата опубликования описания 21.08.75 (53) УДК 681.335.5 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

В. Е. Прокофьев

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина 1

1 (54) МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Рт, (/ в — (1вв выв— 1

Р, ЗО

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано на аналоговых машинах широкого назначения и специализированных вычислительных устройствах, а также в адаптивных САУ. Предлагаемое устройство позволяет перемножать или делить два аналоговых напряжения, изменяющихся в широких пределах. При этом одно из этих напряжений (делимое при делении) может менять полярность, а также представлено в виде суммы слагаемых разнополярных изменяющихся во времени напряжений.

Известно множительное устройство, содержащее операционный усилитель, в цепи обратной связи которого включен полевой транзистор. Однако известное устройство характеризуется невысокой точностью, незначительным изменением в..одных напряжений, температурной нестабильностью.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности и расширение динамического диапазона входных напряжений.

Для этого в цепь обратной связи двух усилителей постоянного тока включены линеризованные полевые транзисторы так, что исток каждого полевого транзистора соединен со входом, а сток — с выходом соответствующего усилителя постоянного тока и через резистор подключен к затвору того же полевого транзистора, прп этом выход второго усилителя постоянного тока через третий резистор подключен и затвору полевого транзистора в цепи обратной связи первого усилителя постоянного тока.

На чертеже представлена электрическая схема предложенного устройства, которое состоит пз двух усилителей постоянного тока

1, 2, двух полевых транзисторов 8, 4 с изолированным затвором и резисторов 5 — 8. Усилитель 1 вместе с резистором 7 и полевым транзистором 8 представляет собой операционный суммирующий усилитель, в обратной связи которого включен управляемый напряжением резистор, роль которого выполняет транзистор 8. Напряжение, действующее на выходе блока 1, равно: где R т, — сопротивление перехода «сток—

25 исток» транзистора 8; сопротивление входного резистора 7;

L „I — входное напряжение, соответствующее входной переменной Х;

4325.26

Е

""" R,К.,U„,1 вых

Е К с

R., Яу, — — = U„,, = К, Х V, U... „. — выходное напряжение, соответствующее выходной переменной Z.

Блок 2 вместе с транзистором 4 и резистор" ми представляет собой схему стабилизации тока во внешней цепи. Б предлагаемом устройстве эта схема предназначена для прсобразсв=-ния входного напряжения U„,.„ соответствующего второй входной переменной У, в сопротивление, так как

10 где R, — сопротивление перехода «сток—

15 исток» транзистора 4;

R., — сопротивление резистора о ;

Š— постоянное внешнее отрицательное напряжение.

При работе в омической области выражение, связывающее тзк стока МОП-транзистора 1, с напряжением стока Ь, и затвора С/„имеет впд:

1, = К ((U, — U(,) U, — 0,5 Ь, ), (2) 25 где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

U< — пороговое напряжение.

С целью повышения точности работы устройства, расширения диапазона изменения 30 входных напряжений и обеспечения работы его при изменении знака переменной Х, в нем вольт-амперные характеристики транзисторов 8 и 4 линеаризуются за счет подачи половинного напряжения стока Ь, на затвор и на подложку. Для этого используются резисторы 5 и делители из высокоомных резисторов 6, к средней точке которых подключены подложки транзисторов.

3а счет включения резисторов 5 выражение (2) для тока сто;а транзистора 4 принимает вид:

1с, = К > 1/р,-,, (0,5 Уу — Uo,), (3)

45 где UÄ вЂ” выходное напряжение усилителя 2.

Из равенства тока стока 1, входному

E току 1 = —, протекающему через резистор 8, 50 можно определить величину напряжения У,., действующего на выходе усилителя 2.

Поскольку напряжение U. является одновременно управляющим для транзистора 8, 55 то за счет линеаризации его стоковой характеристики ток стока его равен: а,,=к, и.„(и,, u.). (ц

Е

""",R.Ê.,U... " 60

П рп равенстве пороговых напряжений транзисторов 8 и 4 (единственное условие, которому они должны удзвлетвзрять), тзк стока равен: откуда сопротивление перехода «сток — исток» транзистора 8 равно:

Таким образом, выходная переменная Z пропорциональна пропзвсденшо входных переменных Х и У:

Z =- U„,.„=- — — - (l ... L

R. К.

К, где 1(,. = — — — коэффициент е;:едачи

У УС, Е устройств" умножения.

Схема работоспособна при изменении полярности сигнала Х и некритична к изменению температуры, liocKoëüêó оба транзистора работают в одинаковых температурных условиях. При перемене знака переменной необходимо также поменять полярность опорного напряжения Е. Частотньш диагазон работы устройства определяется только полосой пропускания усилителей.

Предложенное устройство может сыть использовано в качестве схемы деления. При этом в .одная переменная У (делитель) подастся на вход усилителя 2 через резистор 8, а опорное напряжение — на сток транзистора 1.

Предмет изобретения

Мисжительно-делительное устрзйстзз, сздсржашес два усилителя постзяннзгз т-зка, два липеаризованпых полевых транзистора и три резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона входных на..ряжений, линсаризованные полевые транзисторы вкгиочены в цепь обратной связи усилителей постоянного тока так, что исток каждого полевого транзистора соединен со входом, и сток— с выходом соответствующего усилителя постоянногс ока и через резистор подключен к затвору того же полевого транзистзра, при этом выход второго усилителя постоянного тока через третий резистор подклю . ен к затвору полевого транзистора в цепи обратной связи первого усилителя постоянного тока.

432526

Составитель В. Прокофьев

Техред Е. Борисова

Еорректор И. Симкина

Редактор Б. Нанкнна

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 229/546 Изд. № 1709 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-36, Раушская наб., д. 4/6