Аналоговый делитель Советский патент 1983 года по МПК G06G7/16 

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах,

Известно устройство для выполнения деления, содержащее операционные усилители, управляемые полевые транзисторы, масштабные резисторы РЗ /

Указанное устройство характеризуется низкой точностью вычисления.

Наиболее близким к предлагаемому является аналоговый делитель, соде ржащий операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключены первые выводы первого и второго масштабных резисторов, управляемый полевой транзистор, сток которого соединен с вторым выводом второго масштабного резистора, а исток - с шиной нулевого потенциала и с неинвертирующим входом операционного усилителя, токоограничительный резистор 2,

Недостатком известного устройства является сравнительно малая точность работы, обусловленная нелинейной зависимостью коэффициента обратной связи от управляющего напряжения.

Цель изобретения.- повышение точности работы. .

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговый делитель., содержащий операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключены первые выводы первого и второго масштабных резисторов, второй вывод первого маештабного резистора является входом сигнала-делимого, управляемый полевой транзистор, исток которого соединен с шиной нулевого потенциала и с неинвертирующим входом операционного усилителя, йыход которого является выходом аналогового делителя и подклю.чен к первому выводу токоограничительного резистбра, второй вывод второго масштабного резистора соединен со стоком управляемого полевого транзистора, затвор которого является входом сигнала-делителя, клеммы питания операционного усилителя подключены соответственно к положительной и отрицательной шинам питания, введены первый и второй токозадающие транзисторы разного типа проводимости, дополнительный токоограничительный резистор и резистор смещения, причем коллектор первого токозадающего транзистора п-р-п типа подключен к стоку управляемого полевого транзистора, эмиттер которого соединен с отр 1цательной шиной питания, а база через дополнительный токоограничительный резистор подключена к первому выводу резистора смещения и к коллектору второго токозадающего транзистора р-п-р типа, эмиттер которого соединен с шиной нулевого потенциала, а база подключена к второму выводу токоограничительного резистора, второй вывод резистора смещения соединен с отрицательной шиной питания.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого аналогового делителя.

На схеме обозначены операционный усилитель 1, токоограничительный резистор 2, первый токозадающий транзистор 3 п-р-п типа, второй токозадающий транзистор р-п-р типа, дополнительный токоограничительный резистор 5, резистор 6 смещения, первый и второй масштабные резисторы 7 и 8, управляемый полевой транзистор 9, положительная и огрицательная шины 10 и 11 питания, шина 12 нулевого потенциала, вход сигнала-делимого 13 вход сигнала-делителя 1, выход 15 аналогового делителя.

Аналоговый делитель работает следующим образом.

Под действием положительного напряжения сигнала-делимого с входа 12 на входе операционного усилителя 1 действует ток

Т - ЦВМ

(1)

где Ug

напряжение сигнала-делимого на входе 13;

сопротивление первого масштабного резистора 7. Этот ток в установившемся режиме уравновешен током обратной связи:

ЛхГ «.

(2) 8

Яе lexjток обратной связи;

напряжение обратной связи;

8сопротивление второго мае-. штабного резистора 8. Сигнал обратной сбязи снимается с управляемого полевого транзистора 9. Поэтому напряжение обратной связи равно

(3)

UQC kjRy,

де 1

коллекторный ток первого тоКЗкозадающего транзистора 3;

9сопротивление канала управляемого полевого транзистора 9. Коллекторный ток первого токозадающего транзистора 3 равен 1« iSvp3, С) где Joj ток базы первого токозадающего транзистора 3; |Ьз коэффициент у1:иления по ток В свою очередь ток базы первого токозадающего транзистора 3 равен где 1ц - коллекторный ток второго то козадающего транзистора k; RC, Kf- сопротивления дополнительного токоогранииительного резистора 5 и резистора 6 смещения. Питание цепи базы второго токозадающего транзистора 3 ocyщecтвляetcя выходным напряжением операционного усилителя 1: гдеи(,(5{- выходное напряжение операционного усилителя 1; R2 сопротивление токоограничительного резистора 2. Подставив в (3) и в (2) соответствующие значения, получим для установившегося режима: tJftb.xP4b iebtx 1М (7) Коэффициент передачи аналогового делителя равен ш Uex R7p3| 4R4 Из выражения (8)следует, что коэффициент передачи обратно пропорционален сопротивлению канала управляемого полевого транзистора 9. Сопротивление канала прямо пропорционально управляющему напряжению на затворе, т.е. напряжению сигнала-делителя на входе И. Тогда V-K I;;- .где k - коэффициент пропорциональности;UDV - напряжение сигнала-делителя 2 I на входе 1ч. По сравнению с устройством-прототипом предлагаемый аналоговый делитель обладает более высокой точностью работы, что обусловливает получение технико-экономического .эффекта.

АНАЛОГОВЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ, содержащий.операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключены первые выводы первого и второго масштабных резисторов, второй вывод первого масштабного резистора являет ся входом сигнала-делимого, управляе мый полевой транзистор, исток которюго соединен с шиной нулевого потен циала и с неинвертирующим входом опе рационного усилителя, выход которого является выводом аналогового делител и подключен к первому выводу токоогрэничительного резистора, второй № ( .- -г-. -: ;7.гюш«вывод второго масштабного резистора соединен со стоком управляемого полевого транзистора, затвор которого является входом сигнала-делителя, клеммы питания операционного усилителя подключены соответственно к положительной и отрицательной шинам питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности его в работе, введены первый и второй токозадающие транзисторы разного типа проводимости, дополнительный токоограничительный резистор и резистор смещения, причем коллектор первого .токозадающего .транзистора п-р-п типа подключен к стоку управляемого полевого транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной питания, а база через дополнительный токоограничительный резистор подключена к первому выводу резистора смещения и к коллектору второго токозадающего транзистора р-п-р типа, эмиттер которого соединен с шиной нулевого потанциала, а база подключена к второму выводу токоограничительного резистора, второй вывод резистора смещения соединен с отрицательной шиной пи-. taния,