Устройство для возведения в степень Советский патент 1987 года по МПК G06G7/20 

11

Изобретение относится к измерительной и аналоговой, вычислительной технике, предназначено для возведения в степень электрических сигналов и йвляется дополнительным к авт св. № 1105904,

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для возведения в степень.

Устройство содержит первый 1 и . второй 2 полевые транзисторы, корретирующий резистор 3, два масштабных резистора 4 и 5, ограничительный резистор 6, операционный усилитель 7.

Устройство для возведения в степень работает следующим образом.

Проводимость канала полевого транзистора равна

изи„ .1 иси

0 5

оо

где G - проводимость открытого

канала; USH напряжение затвор-исток;

Uj - напряжение отсечки; UCM - напряжение сток-исток. Для полевого транзистора с объединенными затвором и стоком U зи Uj,j, I а если объединены затвор и сток, то УЗИ 0. Тогда проводимост канала полевого транзистора 1 равна

1 .г

- 2 Uo.

GO,

- проводимость открытого

канала; - напряжение отсечки;

(2.)

Ur

- напряжение сток-исток.

Причиной отклонения от равенств (9) может быть изменение температу

с«. - аирижсп.: u,.v. ры окружающей среды, при котором Знак плюс в выражении (2) соответ- и происходит изменение проводимости

ствует УЗИ О, а минус - U с

Дпя полевого транзистора 2 соответканалов полевых транзисторов.

GOI (TO+AT)C;GOI (T,)vGo2{To)flT

ственно

t 1

-

(3)

1 - 01 2

Работа принципиальной схемы устройства для возведения в степень описывается формулой (для идеального операционного усилителя)

.1 GzGf+G G5:iGj+G 5)

и

BklX

G4

Gj-HG,

IBX(М

Ug - напряжение на выходе операционного усилителя; Ugx напряжение на входе устройства;

GJ, - проводимость канала полевого транзистора 1;

3 4

GS,G

- проводимость канала полевого транзистора 2;

t

- проводимость резисторов 3,4,5,6 соответственно. Учитывая, что Gk

и

Я. G. ..

«5 -г «

GS Gj -b G,

и

ex

(5) (6)

и подставляя вьфажения (3), (5), (6) в (4), получаем

5

0

и 1Г л Gf GezUex 4,

G;IG;;G-J -21с;;б: и;г- i

4 GtGoiUexl..,.

- 2-(а% с:уи;; в«(7)

где Q {Go2- -G4)G5-(Goi+G3)Gt

(9)

(8)

В формуле () величина Q определяет значение линейных членов в выходном сигнале устройства для возведения в квадрат. Подбором резисторов легко 5 обеспечить Q О, тогда G GI

5 Т G G;

Равенство (9) позволяет добиться исключения линейных членов в выход- j ном сигнале устройства, что обеспечивает работу схемы в режиме квадратора. Отклонение от равенства (9) приводит к появлению линейных членов в выходном сигнале и схема вместе с нелинейной функцией возведения в квадрат выполняет линейную функцию, т.е. работает в режиме усилителя.

Причиной отклонения от равенства (9) может быть изменение температу5

каналов полевых транзисторов.

GOI (TO+AT)C;GOI (T,)vGo2{To)flT (Ю)

GO, (To+aT)cGo. (T,)4i/Go.(TjjT (11)

Подставляя (Ю), (ll) в выражение (8), получаем

G,2 (To),r+2Goi(, (TO) +

+ GjJ + C (Qe,( (12)

Из выражения (12) вытекает условие термостабильности схемы

Go2(To)G G,,(TO)G, (13)

Подставляя (13) в (9), получим условие квадратичного преобразования

(V)

31310851

GI §.

Gi GOI

Таким образом, обеспечив соотношение параметров в схеме в соответствий с выражениями (13) и (14), получим 5 высокую точность квадратичного преобразования и отсутствие дополнительной погрешности, обусловленной изменениями температуры.

ния затворов полевых транзисторов.

Предлагаемая схема позволяет воз водить в квадрат как сигналы положительной полярности, так и сигналы отрицательной полярности.

Благодаря применению в схеме предлагаемого устройства корректирующего резистора и второго полевого

На выходе устройства для возведе- О транзистора, исключается дополнительная погрешность, обусловленная изменением температуры окружающей среды и расширяется функциональная возмож-;- ность устройства за счет расширения 5 пределов регулирования козффициента преобразования.

ния в квадрат будет напряжение, пропорциональное квадрату входного сигнала.

к,и

..6ог05 Г+ Gs .0 4 111

J - 2G iG; G:Fh;;-u;T

(15)

20

где К - коэффициент преобразования;

Г ,,ч

i-2GjG,+Gj2 Г U«-Uo.J Анализ вьфажения (16) показывает, что коэффициент преобразования пред- лагаемого устройства можно изменять в широких пределах, изменяя параметры элементов схемы. Коэффициент пре- 25 образования может быть как больше единицы, так и меньше.

Четыре комбинации знаков соответствуют четырем вариантам подключеСоставитель Н.Фирсов Редактор Н.Горват Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо

1894/47

Тираж 673Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

ния затворов полевых транзисторов.

Предлагаемая схема позволяет воз водить в квадрат как сигналы положительной полярности, так и сигналы отрицательной полярности.

Благодаря применению в схеме предлагаемого устройства корректирующего резистора и второго полевого

транзистора, исключается дополнительная погрешность, обусловленная изменением температуры окружающей среды и расширяется функциональная возмож-;- ность устройства за счет расширения пределов регулирования козффициента преобразования.

еде-

(15)

Формула изобретения

Устройство для возведения в степень по авт.св. № 1|0590А, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введен второй нелинейный элемент, выполненный на полевом транзисторе, сток которого подключен к информационному входу устройства, а исток и затвор подключены к инвертирующему входу операционного усилителя.

Изобретение относится, к измерительной и аналоговой вычислительной технике и является дополнительным к изобретению по авт.св. № 1105904. Целью изобретения является повьппе- ние точности. Устройство содержит два полевых транзистора 1 и 2, корректирующий резистор 3, масштабные резисторы 4,5, ограничительный резистор 6 и операционный усилитель 7. Наличие второго полевого транзистора позволяет исключить влияние на точность колебаний температуры окружающей среды и расширить функциональные возможности за счет расширения диапазона значений коэффициента преобразования, 1 ил. сл ОС о 00 сл 14)