Перемножитель аналоговых сигналов Советский патент 1986 года по МПК G06G7/16 

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

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже изображена функциональ иая схема перемножителя аналоговых сигналов.

Схема содержит первый операционный усилитель 1, первый,2 и второй 3 масштабные резисторы, источник А опорного напряжения положительной полярности, пертз ый 5 и второй б элементы с управляемой проводимостью, третий 7, чет вертый 8, иятьи 1 9 и тес- TOi i 10 масштабные резисторы, второй 11 и третшТ. 12 операционные усилители, вхо,ч нервого сиг11алг1-сомножи-- теля 13, вход второго сигнала-сомножителя 14, шину 13 пулевого потенциала, выход 16 перемножителя, иервьш полевой транзистор 17, первый 18 и BTopoii 9 резисторы смещения, второй иолево транзистор 20, третий 21 и четвертый 22 резисторы смещепия, ис- то -п1ик 23 опорного напряжения отри- цательпой полярности. .

Перемножитель аналоговых спг на- лои работает следующим образом. Элемеиты 5 и 6 с управляемой проводимостью выполнены па иервбм Г/ и втором 18 полевых транзисторах с соответствующими первым, вторым, ,третьим и четвертым резисторами смещения 18 - 22.

На входа 13 и 14 поступают подлежащие перемполсению папрял ении первого п второго сигпалов-сомножителе Uy и и, которые могут быть как перемеп- , так и постоянными.

Под действием выходного напряжени первого операционного усилителя 1 пр водимости каналов.идентичных первого и второго полевых трапзисторов 17 и 20 изменяются так, чтобы сохранить напряжение, на инвертирующем входе нервого операцио1П1ого усилителя 1 близким к нулю, т.е. компенсировать приращение иапряжения на входе первого операционного усилителя за счет тока, протекающего через второй масштабный резистор 3 и пропорциопальпо го входному напряжению Ux, путем из- мененгш тока, протекающего через капал нервого полев ого тра.нзистора 17. Учитывая, что сумма токов, поступаю- щих на инвертирующий вход первого

5

онерационного усилителя 1, равна нулю, связь проводимости 1 аиала первого полевого транзистора 17 с напряжением с входа 14 можно определить из следующего выралсения:

У) 4. ИУ - тт г /П R; Кг

где Rj и R 5 сопротивления первого и jBToporo масштабных резисторов 2 и 3; и/:, и 2 - напряжения положительной и отрицательной полярности источников 4 и 23; G - проводимость канала

первого полевого транзистора 17.

; Из выражения (1) следует, что

.R . .- R,U:,,.

(2)

Через канал второго полевого транзистора 20 и пятый масштабный резистор 9 протекают токи i и i соответственно равные;

г

-«. -1 с

г.

(3)

где R и Rg - сонротивления третьего и четвертого масштабных резисторов 7 и 8; Gg - п.роводимость канала

второго полевого транзистора 20.

-УУRC

(4)

где Rg - сопротивление пятого масштабного резистора 9.

В силу идентичности первого и второго полевых транзисторов 17 и 20 проводимости их каналов равны, т.е. ,, следовательно, подставив выражение (2.) в (3) ,, получим:

UxUy iУх.

RI

Rj и,, R7

(5)

С помощью третьего операционнаго усилителя 12с шестым масштабшл- резистором 10 в цепи параллельной отрицательной обратной связи cyi-iMa токов i и ij преобразуется в напряжение перемножителя на выходе 16, равное:

y. y,,Rio

RgUjjRT

UvRip Rg .

При выполнении равенства UyJls L

Rz.U2.

Rg

получим

ЬЫХ

т, и -Mil. - UxUy

ib

Таким образом, выходное напряжение перемножителя пропорционально произведению напряжений с входов 13 и 14.

Для нормальной работы второго полевого транзистора 20 его канал должен быть подключен к источнику с малым выходным сопротивлением, в качестве которого слукит второй операционный усилитель 1.

Напряжение смещения .торого операционного усилителя 11 вносит погрешность в работу неремножителя.

Влиянием входных токов этого усилителя можно нренебречь, выбрав минимально допуст1шое сопротивление четвертого масштабного резистора 8 и ис пользуя операционный усилитель с полевыми транзисторами на входе, т.е. с малыми входными токами. В качестве третьего операциопного усилителя 12; также необхадп1-ю использовать усилитель с полевыми транзисторами на входе для уменьшения составляющей

погрешности, обусловленной входным током его неинвертирующего входа.

Следует принять малым выходное со- противление источника первого сигнала-сомножителя с входа 13. Тогда приведенная погрешность, обуслонленная напряжением смещения второго операционного усилителя 11, равна

f

так

УСМ иун

где UCM - напрял ение смещения;

- поминальное напряжение сигнала-сомножителя с входа 13

10

25

2429924

Формулаиз обретения

Перемножитель аналоговых сигналов,, содержащий первый, второй и третий операционные усилители, к инверти- 5 рующему входу первого операционного ус1шителя подключены первые вы- - воды первого и второго масштабных резисторов, выход источника опорного напряжения положительной полярности соединен с вторым выводом первого масштабного резистора, выход источника опорного напряжения отрицательной полярности через первый злемент с управляемой проводимостью соединен 5 с инвертирующим входом первого операциопного усилителя, к инвертирующему входу второго операционного ;.усил11теля подключены первые выводы третьего и четвертого масштабных ре- зисторов, второй вывод третьего мае- штабного резистора является входом первого сигнала - сомножителя -пере- множителя, второй вывод Четвертого acштaбиoгo резистора соединен с выходом второго операционного усили. теля, к инвертирующему входу третьего операцнонного усшштеля подключены первые выводы пятого н шестого масштабных резисторов н- первый вьюод

30 второго элемента с управляемой прово- д5Lмocтью, выход третьего операционного усилителя соединен с вторым выводом шестого масштабного резистора и является выходом перемножителя, вы35 ход первого операционного усилителя

подключен к управляющим входам перво- , го I второго элементов с управляемой прово;а мостью, о т л и ч а ю щ п и - с я тем, что, с целью повышения нести, инвертпрующи вход третьего, операционного усилителя соединен с - нц ертируюпцш входом второго опера- ( усилителя, выход кото- рого подключен к второму выводу второго элемента с управляемой проводимостью, второй вывод пятого масштабного резистора соединен с вторым вы- водоь третьего MacDjTa6Horo резисто-- ра, второй вывод второго масштабно- го резистора является входом второго сигнала - сошюжителя перемножителя, неннвертируюиц1е входы первого и второ.го операционных усилителей соединены с шиной пулевого потеп- 1 циала .

1t

и

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Перемножитель аналоговых сигналов содержит первый операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключены выводы первого и второго масштабных резисторов и вывод первого элемента с управляемой проводимостью/ второй операционный усилитель с третьим и четвертым масштабными резисторами, вьтолняющий функции преобразователя напряжения первого сигнала - сомножителя в ток и выход которого через второй элё мент с управляемой проводимостью подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, который совместно с пятым и шестым масштабными резисторами выполняет функцию-инвертора, управляющие входы первой и второй управляемых проводи- мостей соединены с выходом первого операционного усилителя, вьтолняюще- го функцшо усилителя разбаланса. Перемножитель характеризуется повышенной точностью работы. 1 ил. СП с Jib N9 QD 1C

Редактор А.Шандор

Составитель О.Отраднов

Техред И.Гайдош Корректор ,Е.Сирохман

Заказ 3708/50 Тираж 671 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. Д/5

Прризводственно -полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4