Аналоговый четырехквадрантный умножитель Советский патент 1983 года по МПК G06G7/16 

1024930

nniroTib) с эмиттером токоэадаюшего тран- упрашыкчцему входу первого генератора 3ucToi)fl, коллектор которого подключен к тока.

АНАЛОГОВЫЙ ЧЕТЫРЕХКВАДРАТНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ, содержащий первый, второй третий и четвфтый ди1)ференциальные усилительные каскады, первый и второй генераторы тока, пер вый и второй логарифмирующие элементы, к управляющим входам первого и второго дифференциальных усилительных каскадов подключены, первые выводы соответственно первого и второго генераторов тока, вторые выводы которых соединены с первой щиной питания, информационные входы первого и второго дифферегщиальных усилительных каскадов явл$потся соответственно первым и вторым входами аналогового четьфехквадратного ум;ноногте, л, первая щина питания через первый резистор смешения подключена к управляющему входу второго генератора тока, первые выводь первого и второго логарифмирующих элементов объед1тены и через второй резистор смещения подключены к вто, рой щине питания, вторые выводы первого и второго логари фм1фукяцих элементов соединены соответственно с первым и.вхорьм выходами первого Д1ф})еренци - льного усилительного каскада, первый информационный вход третьего дифференциального усилительного каскада и второй ийформадионный вход четвертого ди еренциального усилительного каскада соединены с первым выходом первого дифференциального усилительного каскада, второй выход которого соединен с вторым инфорV мационным входом третьего ди})ференциального усилительного каскада и с первьм информационньм входом четвертого дифференциального усилигельногокаскада, управляющие входы третье го и четвертого дифференциальных усилительных каскадов под- Q ключекысЬответственнок первому и второму выходам второго дифференциального уси(Л лительного каскада, первый и второй выходы третьего дифференциального усилительного каскада соединены соответствен но с первым и вторьтм выходами четвер- S того дифференциального усшйггельного каскада и являются первым и вторым выходами аналогового четьфехквадратного умношггеля, а через соответствующие пер 4 вый и второй резисторы нагрузки подт ;о со ключены к второй шине питания,, о г л и - . чающийся тем, что, с целью ВЫЩШ1ИЯ точности в работе при изменении напряжений питания, в него введены токозадакяций транзистор, источник опорного напряжения и токоограничительный резистор, пртем первый вывод источника опорного напряжения подключен к второй щйне питания, второй вывод источника опорного напряжешш соединен с базой токозадающего транзистора и через токоогра- . ничитёльный резистор подключен к первой щине питания, первые вьюоды первого и второго логари})М}фующпх элементов сое

Мзобретешге относится к устройствам перемножения электрических сигналов и может быть использовано в аналоговых вьпшслптельных маишнах.

Известен аналоговый умножитель, содернсаздий Д1ф})еренциаяьные ус 2иггельные каскады, генераторы тока и линеаризующие элементы l.

Это устройство характеризуется сравнительно низкой точностью в работе.

Наиболее близким к предложенному является аналоговый четырехквадратный умножитель, содержащий четыре дифференциальных усилительных каскада, к управляющ1М входам первого и второго из них подключены первые вьгооды соответственно первого и второго генераторов тока, вторые выводы которых соединены с первой шиной питания, первый и второй логарифмирующие элементы, первые выводы которых соед1шены,а вторые выводы подключены соответственио к первому и второму выходам дифференциального усилительного каскада, первый вход третьего дифференциального усилительного каскада соединен с вторым входом четвертого дифференциального каскада и с первым выходом первого двфффенциального усилительного каскада, второй выход которого соединен с вторым входом третьего и первым входом четвертого дифференциальных усилительных каскадов управляющие входы третьего и четвертого дифференциальных усилительных каскадов соединены соответственно с первым и втО рьтм выходами второго дифференциального усилительного каскада, первые и вторые выходы третьего и четвертого дифференциальных усилительных каскадов соединены между собой соответственно и через соответствующие резисторы нагрузки подключены к второй шине питания, управляющий вход второго генератора тока через первый резистор смещения подключен к порпой шигне питания,первые вывопы первого и второго логар1я|)М1фукших элементов через второй резистор смоления подключены к второй шине питания 2,

Недостатком этого устройства являетср низкая точность в работе, обусловленная нестабильностью коэффициента передачи при изменении напряжений питания.

5 Цель изобретения - повышение точности в работе ,при изменении напряжений пи тания,

С этой целью в аналоговый четырехквадратный ук«1ожитель, содержащий первый, второй, третий и четвертый дифференциальные усилотельные каскады, первый и второй генераторы тока, первый и второй логарифм1фующие элементы, ,к управляющим входам первого и второго

15 ди})ференциальных усилительных каскадов подключены первые выводы соответственно первого и второго генераторов тока, вторые выводы которых соед1шены с первой щиной питания J ин})ормационные входы первого и второго дифференциальных усилительных каскадов являются соответственно первым и вторым входами аналогового четьфехквадратного умножителя, первая шина питания через первый ре25 знстор смещения подключена к управляющему входу второго генератора тока, первые выводы первого и второго лога

р14мйрующих элементов объединены и через второй резистор смещения подключены к второй шине питания, вторые выводы первого и второго логарифмирующих элементов соедтхены соответственно с первым и вторым выходами первого дифференциального усилительного каскада,

35 первый информационный вход третьего дифференциального усилительного каскада и второй информационный вход четвертого дифференционного усилительного каскада соединены с первым выходом первого дяф40 ференциагозНого ус1тктельного каскада, второй выход которого соедггаен с вторым информационным входом третьего дифферент циального усилиа ельного каскада и с первым информационным входом четвертого

45 дифференциального усилительного каскада, управляющие входы третьего и четвертого д1 фференциальных усшОггельньпс каскадов подключены соответственно к пе звому . 3IO2И второму второго дпффоренциапьного усшнггельного каскада, первый и второй выходы третьего дифференциального усилительного каскада соединены соответственно .с первым и вторым выходами четвер того ди})ференциапьногЬ усилительного каскада и явл$потся первым и вторым выходами аналогового четырехквадратного умножителя, а через соответствующие пер вый и второй резисторы нагрузки подключены к второй Ш1гае питания, введены токозадающлй транзистор, источник опорного напряжения и токоограничительный резистор, причем первый вывод источника опорного напряжения подключен к второй шине питания, второй вывод источника опорного напряжения соединен с базой токозадающего транзистора и через токо ограшгчительный резистор подключен к первой шине питания, первые выводы первого и второго логарифкгарующих элементов соединены с эмиттером токозадающего транзютора, коллектор которого подключен к управляющему входу первого ге нератора тока. На чертеже показана функциональная схема предложенного аналогового четьфех Квадратного умножителя. Устройство содержит первый, второй третий и четвертый Д1ф|)еренциальные усилительные каскады 1-4, первый и вто рой логарифмирующие элементы 5 и 6, первый и второй генераторы 7 и 8 тока, первый и второй резисторы 9 и Ю смещения, первый и второй резисторы Ни 12 нагрузки, источник 13 опорного напJЬяжelйия, токозаданлций транзистор 14, токоограничительный резистор 15, первый вход 16 , 1б2 , второй вход 17 , 17 первый и второй входы 18 и 19, первую и вторую шины 20 и 21 питания. Аналоговый четырехквадратный умножитель, работает следукяцим образом. Умножение выполняется с помощью третьего и четвертого дифференциональны усилительных каскадов 3 и 4, согласование входных сигналов которых с входным сшгналами-сомножителями осуществляется с помощью первого и второго диМзероициальных усилительных каскадов I и 2. В выходном сигнале такого множительного каскада присутствует экспоненциальная составлякяцая. Для ее компенсацш служат и второй логар11})мирук}щие элементы 5 и 6. Коэфф1щие1гг передачи зависит от вешгчины тока, протекающего в первом дифференциальном усилительном каскаде I. В предложенном аналоговом четырехквадратком умножителе в первом и втором Д1н})ференциальных усилительных каскадах I и 2 устанавливаются токи, определяемые источником 13 опорного направления, в качестве которого используется стабилитрон, и вторым.резистором 1О смшцения. Увеличение тока в первом дифференциальном усилительном каскаде I вызывает увеличение падения напряжения на втором резисторе Ю смещения, что приводит к увеличению разностного сигнала на эмиттере токозадаклцего транзистора 14, проводимость которого должна быть прот1тоположна проводимости транзисторов умножителя, В результате этого уменьшается выходной ток токозадаклцего транзистора 14, что влечет за собой умень- шеш1е тока первого генератора 7 тока, а следовательно, уменьшение тока в первом дифференциальном усилительном каскаде 1, т.е. установление постоянного значения. Дифференциальное сопротивлеюте стабиТштрона, как источника 13 опорного напряжен1И, состав/тает десятки Ом, а сопротивление второго резистора 1.О смещения имеет величину един1щ Ом, поэтому относительная нестабильность тока и коэффициент передачи уменьшается в десятки раз. Поэтому по сравне1шю с известным устройством предложенный аналоговый четырехКвадратный умножитель обладает более высокой точностью работы при измерении питающих напряжений.