Четырехквадрантное перемножающее устройство Советский патент 1984 года по МПК G06G7/161 

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Известно четырехквадрантное перемножающее Устройство, содержащее четыре ключевых элемента, включёйные по мостовой схеме, фильтр низких час тот lj .. Однако это устройство обладает ни кой точностью работы. Наиболее близким к предлагаемому является четырехквадрантное перемножающее устройство, содержащее первый и второй ключи, вьтолненные соответственно на первом и втором транзисто рах р-п-р и п-р-п типа, базы которых подключены к первым выводам первого, и второго масштабных резисторов, вто рой вывод первого масштабного резистора является входом первого сигналА-сомножителя, второй вывод первого масштабного резистора подключен к выходу формирователя треугольного напряжения, вход которого соединен с выходом источника напряжения прямоугольной формы, коллектор первого транзистора соединен с анодом первого отсекающего диода, катод которого соединен с первым выводом перво го токозадающего резистора, второй выводкоторого является входом второго сигнала-сомножителя и подключен к первому выводу второго токозадающего резис тора, второй вывод которог соединен с анодом второго отсекаю щего диода, катод которого подключен к коллектору второго транзистора. эмиттер которого соединен с эмиттеро первого транзистора, с общей шиной устройства и с первыми выводами третьего и четвертого токозадаюпдах рези сторов, вторые выводы которых соединены соответственно с катодом и с анодом третьего и четвертого отсекаю пщх диодов, анод третьего отсекающего диода соединен с катодом первого отсекающего диода, катод четвертого отсекакяцего диода подключен к аноду второго отсекающего диода, пер вый вывод первого токозадающего рези стора и второй вьгоод второго токозадающего резистора подсоединены к первому и второму входам выходного фильтра 2 . Недостатком известного устройства является сравнительно малая точность работы вследствие изменения величины входного сопротивления для сигналасомножителя периодически с частотой источника напряжения прямоугольной формы. Цель изобретения - повьппение точности работы. Цель достигается тем, что в четырехквадрантное перемножающее устройство, содержащее первый и второй ключи, выполненные соответственно на первом и втором транзисторах р-п-р и п-р-п тийа, базы которых подключены к первому выводу первого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с первым выходом формирователя треугольного напр1яжения, первый вывод первого масштабного резистора соединен с первым вЬгоодом второго масштабного резистора, второй вывод которого является входом nepisoro сигнала-сомножителя , выход источника напряжения прямоугольной формы подключен к вхрду формирователя треугольного напряжения, коллектор первого транзистора соединен с анодом первого отсекающего диода, коллектор второго транзистора соединен с катодом второго отсекающего диода, катод первого отсекающего диода подключен к аноду третьего отсекающего диода и к первому выводу первого токозадаю- . Щего резистора, второй вьшод которого являетс я входом второго Сигналасомножителя и соединен с первым выводом второго токозадающего резистора, второй вывод которого подключенк аноду второго и к катоду четвертого отсекающих диодов, эмиттеры первого и второго транзисторов соединены и являются общей шиной Устройства,первый вывод первого и второй вывод второго токозадающйх резисторов подключены к входам выходного фильтра, введены третий и четвертьй ключи, выполненные соответственно на третьем и четвертом транзисторах п-р-п и р-п-р-типа, базы которых подключены к второму вькоду формирователя треугольного напряжения, а эмиттеры подключены к общей шине устройства, коллектор третьего транзистора соединен с катодом третьего отсекающего диода, анод четвертого отсекающего диода подключен k коллектору четвертого транзистора. На фиг. 1 приведена функциональ- , ная схема предлагаемого четырехквадрантного перемножающего устройства;

на фиг. 2 --временные диаграммы сигналов ,

Устройство содержит источник 1 напряжения прямоугольной формы, формирователь 2 треугольного напряжения, первый и второй масштабные резисторы 3 и 4, первый, второй, третий и четвертый транзисторы 5,6,7 и 8, первый, второй, третий и четвертый отсекающие диоды 9, 10, 11 и 12, первый и второй токозадающие резисторы 13 и 14, выходной фильтр 15, общая шина 16 вход 17 первого сигнала-сомножителя, вход 18 второго сигнала-сомножителя, выход 19.

Четырехквадрантное перемножающее устройство работает следующим йбра- .

ЗС)М.

При наличии второго сигнала-сомн гжителя на входе 18 (фиг. 2а) на выходе 19 формируется переменное напряжение. Если на входе 18 в данный момент времени присутствует положительное напряжение, то при открытом втором транзисторе 6 входной ток выходного фильтра 15 протекает от нижней (фиг. 1) входной клемме к верхней.В следующий полупериод коммутирующего напряжения (фиг. 2в), когда второй транзистор 6 закрыт, а открыт третий транзистор 7, входной ток выходного фильтра 15 протекает в противоположном направлении. Токи в обоих направлениях равнь, поскольку для данной полярности напряжения второго сигнала сомножителя первый транзистор 5 и

четвертый транзистор 8 отключены пе вым и четвертым отсекающими диодами 9 и 12, поэтому на выходе выходного фильтра 15 напряжение равно нулю. .

При появлении на входе 17 первого сигнала-сомножителя (фиг. 26) в результате его суммирования с напржением-треугольной формы (фиг.2в) напряжение, коммутирующее первьш, второй, третий и четвертый транзисторы 5,6,7 и 8 (фиг. 2г), имеет низкрпериодную составляющую, соответствующую первому сигналу-сомножителю. Поэтому открытое и закрытое состояния того или иного транзистора из пары работающих при данной полярности напряжения второго сигнала-сомножителя различны по време 1и. Это создает постоянную составляющую на выходе выходного фильтра 15 (фиг.2д).

Напряжение на выходе 19 (фиг. 2е) пропорционально величине напряжения второго сигнала-сомножителя,- ,а вследствие модуляции по ширине кгоммутиру ющих импульсов и величине напряжения первого сигнала-сомноткителя. Полярность результирующего напряжения соответствует правилу знаков алгебраического произведения. .

По сравнению с известным устрбйством предлагаемое четЫрехквадрантное перемножающее устройство характеризуется более высокой точностью работы вследствие постоянства величины входного сопротивления для второго .сигнала-сомножителя.

ЧЕТЫРЕХКВАДРАНТНОЕ ПЕРЕМНОЖАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый и второй ключи, выполненные соответственно на первом и втором транзисторах р-п-р и п-р-п-типа, базы которых подключены к первому выводу первого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с первым выходом формирователя треугольного напряжения, первый вывод первого масштабного резистора соединен с первым выводом второго масштабного резисто-. ра, второй вывод которого является входом первого сигнала-сомножителя, выход источника напряжения прямоугольной формы подключен к входу формирователя треугольного напряжения, коллектор первого транзистора соединен с анодом первого отсекающего диода, коллектор второго транзистора соединен с катодом второго отсекакнцего диода, катод первого отсекающего диода подключенк аноду третьего отсекакмцего диода и к первому выводу первого токозадающего резистора, второй вывод которого является входом ВТО- рого сигнала-сомножителя и соединен с первым выводом второготокозадающего резистора, второй вывод кото- , рого подключен к аноду второго и к катоду четвертого отсекающих диодов, эмиттер первого и второго транзисторов соединены и являются общей шиной устройства, первый вывод первого и второй вывод второго токозадающих ре(Л зисторов подключены к входам выходного фильтра, о тличающеес я тем, что, с целью повышения точ: ности работы, в него введены третий и четвертый ключи, выполненные соответственно на третьем и четвертом транзисторах п-р-п и р-п-р-типа, базы которых подключены к второму выходу формирователя треугольного напряжения, а эмиттеры подключены к . X) общей шине устройства, коллектор треjTbero транзистора соединен с катодом ; U) третьего отсекающего диода, анод чет вертого отсекающего диода подключен к коллектору четвертого транзистора.

18