Нелинейные функциональные блоки, например блок перемножения или функциональный нелинейный преобразователь Советский патент 1958 года по МПК G06G7/164 

Изобретение относится к электронным вычислительным машинам.

Предметом изобретения являются нелинейные функциональные блоки, например блок неремножения или функциональный нелинейный преобразователь, выполненные на базе полупроводниковых кристаллических диодов.

Аналогичные нелинейные функциональные блоки известны.

Отличительной особенностью предлагаемых блоков от известных является то, что, с целью уменьшения мош.ности, необходимой для питания схем, уменьшения габаритов, увеличения надежности и снижения стоимости их изготовления, нелинейные части схем выполнены на основе двух схем элементарных нелинейных ячеек, в которых вакуумные диоды заменены на полупроводниковые кристаллические, например германиевые или кремниевые.

На фиг. 1 показана принципиальная схема блока перемножения.

На фиг. 2 и 3 представлены два типа элементарных нелинейных ячеек.

Принципиальная схема блока перемножения (фиг. 1) предназначена для перемножения двух напряжений Xi л xz w. состоит из двух нелинейных сопротивлений так называемых квадраторов, схемы суммирования и схемы образования модуля, образованных с иомош;ью элементарных нелинейных ячеек.

Схема суммирования и схема образования модуля вырабатывают величины (xi +х2) и - (xi - х), которые поступают на входы квадраторов. Токи, притекающие при этом к сеточной цепи от квадраторов, пропорциональные величинам (xi + xz) и - (xi-xz). Следовательно, напряжение на выходе схемы усилителя постоянного тока у будет пропорционально произведению величин Xi и х, т. е. (xi + X2)- - (xi - л:2)2 CxiXz.

№ 115979

Для повышения точности работы схемы апроксимация каждым из квадраторов параболической зависимости производится с помощью кусочно-линейной кривой, состоящей из 10 отрезков.

Схема нелинейного преобразователя, состоит из усилителя постоянного тока у и ряда однотипных элементарных ячеек (фиг. 3). Каждая из ячеек содержит входной потенциометр для задания величины X.Q и потенциометр для задания величины угла наклона кривой.

Токи отдельных ячеек, изменяющиеся по закону ломаной линии, суммируются в сеточной цепи усилителя постоянного тока, а выходная величина у связана с входной величиной зависимостью (x), апроксимирующей заданную функцию кусочно-линейным образом.

Настройка схемы нелинейного преобразователя производится аналогично настройке такой же схемы с вакуумными диодами и обеспечивается последовательным (одна за другой) открыванием элементарных нелинейных ячеек.

Схема элементарной нелинейной ячейки (фиг. 2) основана на перераспределении токов /1 и /2, протекающих по двум диодным цепочкам, состоящим из диодов DI и DZ. Точка g имеет потенциал земли и диоды DI и включены на одно и то же напряжение, причем, если диод DI включен в прямом направлении (при положительном значении тока i), диод DZ включается в обратном направлении. При изменении знака тока i диод DI включается в обратном направлении, а диод DZ в прямом направлении.

При плавном изменении величины тока i от некоторого положительного значения до некоторого отрицательного значения в схеме будет происходить резкое перераспределение токов между диодными цепочками. Ток i при этом будет изменяться по линейному закону (так как величина сопротивления Ri выбирается значительно большей, чем сопротивление диода в прямом направлении) до тех пор, пока ток не изменит своего направления. При дальнейшем изменении тока i в отрицательном направлении ток i практически будет равен нулю.

Схема элементарной нелинейной ячейки (фиг. 3) основана на перераспределении напряжений «а цепочке, состоящей из двух включенных навстречу друг другу диодовПри положительном направлении в точке а сопротивление диода D, мало и потенциал точки б будет близок к потенциалу точки а. При изменении знака потенциала точки а диод DI запрется, а диод D2 откроется, потенциал точки б будет близким к потенциалу земли, причем он будет тем меньще, чем больше разница для диодов DI и DZ между прямым и обратным сопротивлениями.

Таким образом, резкое изменение коэффициента усиления в схеме происходит за счет перераспределения напряжений между двумя диодами, включенными последовательно, один из которых соединен с земляной точкой, а другой - с входными сопротивлениями.

Предмет изобретения

Нелинейный функциональный блок, например блок перемножения или функциональный нелинейный преобразователь, построенный на базе полупроводниковых -кристаллических диодов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности, необходимой для питания нелинейных блоков, уменьшения габаритов, увеличения возможности, а также снижения стоимости изготовления, нелинейные части схем выполнены на основе двух схем нелинейной ячейки, в которых изменение коэффициента усиления ячейки (первая схема элементарной нелинейной

ячейки) происходит за счет перераспределения токов между двумя параллельными диоднымн цепочками, одна из которых соединена с сеточной цепью усилителя постоянного тока (потенциально заземленная точка), а другая - с земля-ной шиной и тем, что изменение коэффициента усиления ячейки (вторая схема элементарной нелинейной ячейки) происходит за лчет перераспределения между двумя диодами, -включенными последовательно, один из которых соединен с земляной шиной а другой - с входными сопротивлениями схемы.