Устройство для возведения в квадрат Советский патент 1984 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к измерительной и аналоговой вычислительной технике и предназначено для возведения в квадрат электрических сигналов Известно устройство для возведени в квадрат, использующее нелинейность характеристики полевого транзистора которое содержит инверсньй каскад, полевые транзисторы, резистор и пос. ледовательно соединенные и кинематически связанные конденсаторы переменной емкости, нагрузочный и балансировочньй резисторы С 1 3, Недостатком данной схемы.является разброс параметров элементов устройства. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для возведения в квадрат содержащее операционный усилитель, два нелинейных элемента, выполненных на полевых транзисторах, и два масштабных резистора, вход устройст.ва через йервый масштабный резистор подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, а через второй масштабный резистор - к инвер тирующему входу операционного усилит ля и стоку первого полевого транзистора, исток и затвор которого подклю чены к шине нулевого потенциала, вхо устройства через второй масштабный резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя и к объединенным стоку и затвору второго полевого транзистора, исток которого подключен к шине нулевого потенциала С23. Недостатком данного устройства является погрешность, обусловленная нелинейностью мостовой схемы включения полевых транзисторов. Цель изобретения - повьш1ение точности и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для возведения в квадрат, содержащее нелинейный элемент выполненньй на полевом транзисторе, первый и второй масштабные резисторы и операционный усилитель, выход которого является выходом устройства, а неинвертирукнций вход через первый масштабный резистор под ключен к входу устройства, инвертирующий вход операционного усилителя подключен к затвору поНевого Т15анзис тора и первому выводу второго масшта ного резистора, дополнительно введен 872 ограничительный резистор, подключенный между неинвертирующим входом операционного усилителя и шиной нулевЪго потенциала, вход устройства подключен к стоку полевого транзистора, а его исток подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, выход которого подключен к второму выводу второго масштабного резистора. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства для возведения в квадрат. Устройство содержит полевой транзистор 1 ,. резисторы 2-4 и операционный усилитель 5, выход которого является выходом устройства, а вход устройства подключен к стоку полевого транзистора 1, исток и затвор которого объединены и подключены к инвертирующему входу и через второй масштабный резистор 3 - к выходу операционного усилителя 5, неинвертирующий вход которого подключен через первый масштабный резистор 2 к входу устройства, а через третий масштабный резистор А - к шине нулевого потенциала. Схема работает следующим образом. Для полевого транзистора, при U.Q вольт-амперная характеристика описывается выражением: 2 ток, протекающий через канал полевого транзистора} проводимость открытого канала, напряжение отсечки; напряжение сток-исток Проводимость канала полевого транзистора будет равна -аИ Vl u Для схемы справедливы следующие выражения . - VS Ь,-й2 и где проводимость масштабных резисторов 2-4. Для идеального операционного усилителяU,.U. .(5) На основании выражений (3), (4) и (5) получим iG )i «Со GoV %.x-G,G ( Для данной схемы легко обеспечи .0 7 . . 4(V4) где К - коэффициент преобразования. На выходе устройства получаем напряжение, пропорциональное квадрату входного напряжения. Применение в схеме предлагаемого устройства одного полебого транзистора и одного масштабного резистора вместо двух полевых транзисторов выгодно отличает его от прототипа, так как благодаря этому исключается погрешность, обусловленная нелинейностью мостовой схемы включения полевых транзисторов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ, содержащее нелинейный элемент, выполненный на полевом транзисторе, первый и второй масштабные резисто ры и операционный усилитель выход которого является выходом устройства, а неинвертирующий вход через первый масштабный резистор подключен к входу устройства, кивер-Тирующий вход операционного усилителя подключен к затвору полевого транзистора и первому выводу второго , масштабного резистора, о т л и чающегеся тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, в него введен ограничительный резистор, подключенный между неинвертирующим входом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала, вход устройства подключен к стоку полевого транзистора, а его исток подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, выход которого g подключен к второму выводу второго масштабного резистора.