Перемножитель сигналов Советский патент 1984 года по МПК G06G7/16 

Изобретение относится к электрическим 8ьгчислитёльнь(м устройствам и может быть использовано в аналоговьк вычислительных машинах.

Известен перемножитель сигналов, содержащий усилительный дифференциальный каскад и операционные усилители ClI.

Этот перемножитель характеризуется малым диапазоном величин входньк сигналов.

Наиболее близким к предложенному является перемножитель сигналов, содержащий первый и второй транзисторные генераторы тока, этчиттеры которых через соответствующие первый и второй балансировочные резисторы подключены к первому выводу источника тока, второй вывод которого соединен с первой шиной питания, коллектор первого транзисторного генератора тока подключен к эмиттерам первого и второго усилительных транзисторов, коллектор второго транзисторного генератора тока подключен к эмиттерам третьего и четвертого усилительных транзисторов, коллекторы первого и Третьего усилительньЕХ транзисторов подключены к первому выводу первого нагрузочного резистора, коллекторы второго и четвертого усилительных транзисторов подключены к первому выводу второго нагрузочного резистора, вторые выводы первого и второго нагрузочных резисторов соединены с второй шиной питания, базы первого .и четвертого усилительных транзисторов соединены и являются первой входной шиной перемножителя, базы второго и третьего усилительных транзисторов соединены и являются второй входной шиной, базы первого и второго транзисторных генераторов тока являются третьей и четвертой входными шинами f2j.

Данный перемножитель также характеризуется узким диапазоном величин входных сигналов.

Цель изобретения - расширение диапазона величин входных сигналов.

С этой целью в перемножитель сигналов, содержащий первый и второй генераторы тока, первый и второй балансировочные резисторы, первые выводы которых соединены с первым выводом первого генератора тока, второй вывод которого подключен к первой шине питания. первый и второй нагрузочные

резисторы, первые выводы которых являются первой и второй выходными шинами перемножители, а вторые выводы подключены к второй шине питания, введены первый, второй, третий и четвертый усилительные двухзатворные полевые транзисторы и первый и вФорой дополнительные балансировочные резисторы, причем стоки первого и второго усилительных двухзатворных полевых транзисторов подключены к первым выводам соответственно первого и второго нагрузочных резисторов и к стокам соответственно третьего и четвертого усилительных двухзатворных полевьж Транзисторов, истоки первого и второго усилительных двухзатворных полевых транзисторов соединены с вторь ми выводами соответственно первого и второго балансировочньсх резисторов, истоки третьего и четвертого усилительных двухзатворных полевых транзисторов соответственно через первый и второй дополнительные балансировочные резисторы подключены к первому выводу второго генератора тока, второй вывод которого соединен с первой шиной питания, первые -затворы первого и четвертого усилительньос двухзатворных полевьк транзисторов соединены и являются первой входной шиной перемножителя, первые затворы второго и третьего усилительных двухзатворных полевых транзисторов соединены и являются второй входной шиной перемножителя, вторые затворы перво го и четвертого усилительных двухзат.ворных полевых транзисторов соединены и являются третьей входной шиной перемножителя, вторые затворы второго и третьего усилительньгх двухзатворных полевых транзисторов соединены и являются четвертой входной шиной перемножителя. I

На чертеже изображена функциональная схема предложенного перемножителя сигналов.

Схема содержит первый, второй, третий и четвертый усилительные двухзатворные полевые транзисторы 1-4, первьй и второй балансировочные резисторы 5 и 6, первый и второй нагрузочные резисторы 7 и 8, первый и второй дополнительные балансировчные резисторы 9 и 10 первый и второй генераторы 11 и 12 тока, первую и вторую шины 13 и 14 питания, первую, вторую, третью и четвертую входные

шины 15-18, первую и вторую выходные шины 19 и 20.

Перемножитель сигналов работает следующим образом.

. В отсутствии входных сигналов с помощью первого и второго балансировочных резисторов 5 и 6 и первого и второго дополнительных балансирочных резисторов 9 и 10 добиваться баланса при котором токи первого и второго генераторов 11 и 12 тока равны и равны токи стоков первого, второго, третьего и четвертого усилительных двухзатворных полевых .транзисторов 1-4.,

При равных сопротивлениях первого и второго нагрузочных резисторов 7 и 8 напряжение на первой и второй выходных шинах 19 и 20 равно

R,(I,-b)Rr(4-bK

и

вых

R J - сопротивление первого нагрузочного резистора 7 . 1ч fОКИ стоков соответ- 25 ственно первого, второго, третьего и четвертого усилительных двухзатворных полевых транзисторов 1-А.

этом30

I.-I. 25,,и,, (2)

5 - крутизна передаточной характеристики дифференциального каскада, образованного первым и вторым усилительными двухзатворными полевыми транзисторами 1 и 2, IJ 4 - напряжение на первой и второй входных шинах 15 и 16, Q

а также

(3)

Ii- -2S3,U, ,,

крутизна передаточной харак3

теристики дифференциального 45 каскада, образованного третьим и четвертым усилительными двухзатворными полевыми транзисторами 3 и 4.

Значения и S,

зависят от напряжения Uj, подаваемого на третью и четвертую входные шины 17 и 18. Зависимости имеют вид

S, S,Jo)K,4U4 ; (41 ,{о1-к„и5 , (5-)

где 5(0) и $3(0) - значения крутизны при нулевом напряжении Uj п S постоянные коэффициенты, имеюпще размерность мА/В и определяемые графически из зависимостей крутизны от напряжения и 2.

При балансе дифференциальных каскадов значения крутизны при нулевом значении напряжения U равны между собой, поэтому вьсходное напряжение равно

. ,.-U-i() - (Ь)

Из выражения (6) следует, что выходное напряжение пропорционально произведению перемножаемых входных напряжений. Так как коэффицие1гты К и К не зависят от U и оста- . ются практически неизменными при изменениях Uj, то в пределах изменения и 2 ОТ О ДО 5В перемножитель сигналов остается линейным перемножителем. При зтом диапазон линейного перемножения не менее 1,5В.

По сравнению с устройством-прототипом, диапазон линейного перемножения которого составляет 10МВ, предложенный перемножитель сигналов имеет диапазон линейного перемножителя около 1,5В. Таким образом, предло-. женньй перемножитель сигналов характеризуется новым качеством - более широким диапазоном в изменении входных сигналов.

ПЕРЕМНОЖИТЕЛЬ СИГНАЛОВ, содержащий первый и второй генераторы тока, первый и второй балансировоч- . ные резисторы, первые выводы которых соединены с первым выводом первого генератора тока, второй вывод которого подключен к первой шине питания, первый и второй нагрузочные резисторы, первые выводы которых являются первой и второй выходными шинами перенножителя, а вторые выводы подключены к второй шине питания, о т л ичающийся тем, что, с целью расширения диапазона величин входных сигналов, в него введены первый, второй, третий и четвертьм усилительные Двухзатворные полевые транзисторы и первый и второй дополнительные балансировочные резисторы, причем стоки первого и второго усилительных двухзатворных полевых транзисторов подключены к первым выводам соответственно первого и второго нагрузочных резисторов и к стокам соответственно третьего и четвертого усилительных двухзатворных полевых транзисторов, истоки первого и второго усилительных двухзатворных полевых транзисторов соединены с вторыми выводами соответственно первого и второго балансировочных резисторов, истоки третьего и четвертого усилительных двухзатворных полевых транзисторов соответственно через первый и второй дополнительные балансировочные резисторы 8 подключены к первому выводу второго генератора тока, второй вывод которого соединен с первой шиной питания, первые затворы первого и четвертого усилительных двухзатворных полевых § транзисторов соединены и являются первой входной шиной перемножителя, первые затворы второго и третьего усилительных двухзатворных полевых транзисторов соединены и являются со второй входной шиной перемножителя, 00 вторые затворы первого и четвертого усилительных двухзатворных полевых транзисторов соединены и являются третьей входной шиной перемножителя, вторые затворы второго и третьего усилительных двухзатворных полевых транзисторов соединены и являются четвертой входной шиной перемножителя.