Аналоговое делительное устройство Советский патент 1984 года по МПК G06G7/16 

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

Известно аналоговое делительное устройство/ содержащее регулируемый полевой транзистор, вентильные элементы и блок управления 1; .

Недостатком устройства является низкая точность работы.

Наиболее близким к предлагаемому является аналоговое делительное устройство, содержащее элементы с управляемой проводимостью, каждый из которых выполнен на полевом транзисторе, первый операционный усилитель к инвертирующему и неинвертирующему входам которого подключены стоки соответственно первого и второго полевых транзисторов, выход первого операционного усилителя соединен с затворами второго и третьего полевых транзисторов, сток третьего полевого транзистора через разделительный конденсатор подключен к не инвертирующему входу второго операционного усилителя, к .неинвертирующму входу которого подключе н сток червертого полевого транзистора, затвор которого соединен с первым выходом делителя напряжения, второйвыход которого подключен К затвору первого полевого транзистора, истоки полевых транзисторов соединены с шиной нулевого потенциала, стоки первого и второго полевых транзисторов соответственно через первый и второй балансировочные резисторы подключены к первой шине питан 1Я, вторая шина питания соединена с входом делителя напряжения, выход источника напряжения-делителя через первый масштабный резистор подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, выход источника напряжения-делимого через второй масштабный резистор подкпючен к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через резистор смещения соединен с шиной нулевого потенциала, инвертирующий вход третьего операционного усилителя через третий масштабный резис тор подключен к выходу второго операционного усилителя, неинвертирующий и инвертирующий входы которого соответственно через третий и четвертый балансировочный резисторы подключены к выходу третьего операцйонного усилителя, являющемуся выходом устройства .2 .

Известное устройство характеризуется низкой точностью работы.

Цель изобретения - повышение точности работы.

. Для достижения указанной цели в. известном аналоговом делительном устройстве, содержащем элементы с управляемой проводимостью, каждый из которых кыполнен на полевом транзисторе, первый о перационный усилитель, инвертирующий вход которого соединен со штоком первого полевого транзистора и через .первый масштабный резистор подключён к выходу источника напряжения-делителя, неинвертирующий вход первого операционного усилителя подключен к стоку второго полевого транзистора, затвор которого соединен с выходом первого

операционного усилителя и с затвором третьего полевого транзистора, первый, второй, третий и четвертый

балансировочные резисторы, второй операционный усилитель, инвертируюЩИй вход которого соединен с первым выводом четвертого балансировочного резистора и со стоком четвертого полевого транзистора, затвор которого подключен к первому выходу деделителя напряжения, второй выход которого соединен с затвором первого полевого транзистора, стоки первого и второго полевых транзистрров соответственно через первый и

второй балансировочные резисторы соединены с первой шиной питания, вторая шина питания подключена к входу делителя напряжения, третий операционный, усилитель, инвертирующий вход которого через второй

масштабный резистор соединен с выходом источника напряжения-делимого, выход третьего операционного усилителя является выходом устройства и через третий балансировочный резистор соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, выход Kotoporo через третий масштабный резистор подключен к инвертирующему входу третьего операцйонного усилителя, невнвертирующий вход которого через резистор смещения соединен с шиной нулевого потенциала, истоки полевых траМзисторов подключены к шине нулевого потенциала, и разделительный конденсатор, выход третьего операционного усилителя через разделительный конденсатор соединен с вторым выводом

четвертого балансировочнопо резистора, сток третьего полевого тран- / зистора подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя.

На чертеже изображена функцио.напьная схема предлагаемого аналогового делительного устройства.

Устройство содержит первую шину 1 питания, делитель 2 напряжения, первый, второй, третий и четвертый балансировочные резисторы 3, 4,5

и 6, первый, второй, третий и четвертый полевые транзисторы 7, 8, 9 и 10, разделительный конденсатор 11 источник 12 напряжения-делителя, первый, второй и третий масштабные : резисторы 13, 14 и 15, первый, второй и третий операционные усилители 16, 17 и 18, источник 19 напряженияделимого, резистор 20 смещения, шину 21 нулевого потенциала, выход 22 устройства, вторую шину 23 питания. - Аналоговое делительное устройство работает следующим образом.

От делителя 2 напр;{жения на затворы первого и четвертого полевых транзисторов 7 и 10 подаются напряжения, устанавливающие режим работы. На инвертирующий вход первого операционного усилителя 16 через первый масштабный резистор 13 подается напряжение источника 12 напряже ниядёлителя. Коэффициент передачи мостовой схемы, образованной первым и вторым балансировочными резисторами 3 и 4 и первым и вторым полевыки транзисторами 7 и 8, пропорционален величине напряжения источника 12 напряжения-делителя.

Коэффициент передачи мостовой схемы, образованной третьим и четвертым бсшансировочными резисторами 5 и 6 и третьим и четвертым полевыми транзисторами 9 и 10, также пропор-. ционален величине напряжения источника 12 напряжения-делителя.

По мере уменьшения напряжения от источника 12 напряжения-делителя уменьшается величина отрицательной обратной связи третьего операционного усилителя 18. При нулевом значении напряжения источника 12 напряжения-делителя коэффициент усиления третьего операционного усилителя 18 достигает максимального значения (без отрицательной обратной связи). Поэтому напряжение на выходе 22 прямо пропорционально величине напряжения источника 19 напряженияделимого и обратно пропорционально величине напряжения источника 12 напряжения-делителя.

Разделительный конденсатор 11 включенный последовательно с четвертым балансировочным резистором 6, разрывает связь по постоянному току выхода 22 с инвертирующим входом второго операционного усилителя

17.При этом связь по постоянному току выхода 22 с неинвертирующим

входом второго операционного усилителя 17 сохраняется, вследствие чего возникает отрицательная обратная связь по постоянному току длятретьего операционного усилителя

18.Эта обратная связь предотвра- ч щает выход третьего операционного . усилителя 18 за линейную зону в область насыщения при малых эначениях напряжения-делителя.j.

Напряжение на выходе 22 равно

II UJJ5

и

19

ЧВЫХ-R;;

(П

Л и +-1RIO « рек.

К,5где R,

сопротивления второго

14 и третьего масштабных резисторов 14 и 15; коэф(1ициент управления

п 0полевого транзистора;

, сопротивления третьего

9 и четвертого полевых транзисторов 9 и 10,

С емкость разделительного конденсатора 11. Точность деления определяется вторым членом в знаменателе выражения (1), По сравнению с устройствомпрототипом этот член значительно меньше.

Таким образом, по сравнению с устройством-прототипом предлагаемое аналоговое делительное устройство характеризуется более высокой точностью выполнения операции деления, т.е. более высокой точностью работы.

АНАЛОГОВОЕ ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержа1ц@е. элементы с .. управляемой проводимостью, каждый из которых выполнен на полевом транзисторе, первый операционный уси- . литель, инвертирующий вход которого;, соединен со стоком первого полевоготранзистора и через первый масштаб-ный резистор подключен к выходу источника напряжения-делителя, неинвертирующий вход первого операционного усилителя подключен к стоку вто рого полевого транзистора, затвор которого соединен с выходом первого операционного усилителя и с: затвором третьего полевоз о транзистора, первый, второй, третий и четвертый балансировочные резисторы, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с перзьул выводом четвертого балансировочного резистора и со стоком четвертого полевого транзистора, затвор которого подключен к первому выходу делителя напряжения, второй выход которого соединен с затвором первого полевого транзистора, стоки первого и второго палевых транзисторов соответственно через первый и второй балансировочные резистоЕял соединены с первой шиной питания, вторая ши на питания подключена к входу делителя напряжения, третий операционный усилитель, инвертирующий вход которого через второй масштабный резистор соединен с выходом источника напряжения-делимого, выход третьего операционного усилителя является выходом устройства и через третий бсшансировочный резистор соединен с неинвертирующим входом второ го операционного усилителя, выход которого через третий масштабный .резистор подключен к инвертирукхцему входу третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через резистор смещения соединен с шиной нулевого потенциала, истоки полевых транзисторов подключены к шине нулевого потенциала, и разделительный конденсатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, выход третьего опеfO рационного усилителя через разделиэ 3d тельный конденсатор соединен с вторым выводом четвертого балансировочного резистора, сток третьего полевого транзистора подключен к неинвертирукхцему входу второго опергщионного усилителя.