Четырехквадрантный аналоговый перемножитель Советский патент 1989 года по МПК G06G7/16 

Фаг./

1504654

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

Цель изобретения - упрощение и снижение потребляемой мощности.

На фиг. 1 изображена функциональная схема четырехквадрантного аналогового перемножителя; на фиг. 2 - Q функциональная схема каскада сдвига.

ЧетырехквА дрантный аналоговый перемножитель содержит с первого по- восьмой усилительные полевые транзисторы 1-8, источник тока 9, первый 10 5 и второй 11 каскады сдвига уровня, первая 12 и вторая 13 входные шины первого сигнала-сомножителя, первая 14 и вторая 15 входные шины второго сигнала-сомножителя, первая 16. и вто- 20 рая 17 выходные шины, первая шина 18 питания, вход 19 и выход 20 каскада сдвига уровня, девятый усилительный полевой транзистор 21, генератор тока 22, вторая шина питания 23. 25

Четырехквадрантш ш аналоговый перемножитель работает следующим образом.

Перемножитель работает на основе

широко известного метода переменной 30 I

крутизны, согласно которому один сигнал-сомножитель управляет усилением (крутизной) активного прибора, который усиливает другой сигнал-сомножитель пропорционально управляющему 35 входному сигналу-сомножителю. В четы- рехквадрантном аналоговом перёмножи- теле в качестве активных приборов использованы пятый, шестой, седьмой и восьмой усилительные полевые транзис- 40 торы 5-8, работающие в крутой облас- ; ти вольтамперной характеристики. . .

I ,

Рассмотрим работу перемножителя на

МДП-транзисторах с индуцировайным ка-45 налом, используемых в качестве полевых транзисторов.

С первого по четвертьш усилительные полевые транзисторы 1-4 работают в пологой области вольтамперной ха- сп рактеристики, для которой ток стока полевого транзистора описывается из- вecтнь м выражением, связывающим его зависимостью от потенциалов затвора, стока, истока и подложки и т.п. Вы- ходней ток четырехквадрантного аналогового перемножителя описывается выражением

Vg,,

(2)

где 4К - коэффициент преобразования ;

V ,Vg первый и второй сигналы-сомножители.

Несмотря на исключительно нелинейное поведение МДП-транзистора в крутой области вольтамперной характеристики, четырехквадрантный аналоговый перемножитель является полностью линейным .

Для работы МДП-транзисторов круто области вольтамперной характеристики необходимо, чтобы напряжение на и затвор-ах бьшо больше порогового, что и достигается посредством первого 10 и второго 11 каскадов сдвига уровня. Они представляют собой истоковые повторители напряжения, благодаря которым и осуществляется необходимый сдвиг уровня входного напряжения по второму входу для обеспечения работы с пятого по восьмой усилительных полевых транзисторов 5-8 в крутой области вольтамперной характеристики.

Таким образом, четырехквадрантный аналоговый перемножитель обладает сравнительно простой функциональной схемой, и- как следствие сниженной мощностью потребления.

Формула изобретения

1. Четырехквадрантный аналоговый перемножитель, содержащий первый, второй, третий и че.твертый усилительные полевые транзисторы, источник тока, затворы первого и третьего усилительных полевых транзисторов соединены между собой и являются первой входной шиной первого сигнала-сомножителя церемножителя, затворы второго и четвертого усилительных полевых транзисторов соединены между собой и являются второй входной шиной первого сигнала-сомножителя перемножителя, стоки первого и четвертого усилительных полевых транзисторов соединены между собой и являются первой выходной шиной перемножителя, стоки второго и третьего усилительных полевых транзисторов соединены между собой и являются второй вь1 содной шиной пере- мнЪжителя первый вывод источника тока со.единен с первой шиной питания, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения потребляемой мощности, в него введены пятый, шестой, седьмой и восьмой усилитель51504654

ные полевые транзисторы, первый и второй каскады сдвига уровня, причем входы первого и второго каскадов сдвига уровня являются соответственно первой и второй входными шинами второго сигнала-сомножителя перемножителя, истоки первого и третьего усилительных полевых транзисторов соединены со стоками соответственно пято- го и седьмого усилительных полевых транзисторов, истоки которых соединены с вторым выводом источника тока и с истоками шестого и восьмого усили2.Перемножитель по п. 1, о т л и- чающийся тем, что в качестве усилительных полевых транзисторов использованы ЬЗДП-транзисторы с индуцированным каналом, причем подложки первого, второго, третьего и четвертого МДП-транзисторов соединены соответственно с их истоками, а подложки пятого, шестого, седьмого и восьмого ИДП- транзисторов соединены с первой шиной питания.

3.Перемножитель по п. 1, отличающийся тем, что каскад сдви

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является упрощение устройства и снижение потребляемой мощности. Четырехквадрантный аналоговый перемножитель содержит с первого по восьмой усилительные полевые транзисторы 1...8, источник тока 9, первый и второй каскады 10 и 11 сдвига уровня, первую и вторую входные шины 12, 13 первого сигнала-сомножителя, первую и вторую входные шины 14, 15 второго сигнала - сомножителя, первую и вторую выходные шины 16 и 17. Работа четырехквадрантного аналогового перемножителя основана на реализации метода переменной крутизны. 2 ил.

тельных полевых транзисторов, стоки .15га уровня содержит девятый усилитель- которых соединены с истоками соответ-ный полевой транзистор и генератор то- ственно второго и четвертого усили-ка, причем затвор девятого усилитель- тельных полевых транзисторов, затворыного полевого транзистора является пятого и шестого усилительных полевыхвходом каскада сдвига уровня, исток транзисторов подключены к выходу пер- 20соединен с первым выводом генератора вого каскада сдвига уровня, затворытока и яйляется выходом каскада сдви- седьмого и восьмого усилительных по-га уровня, соединен с первой шн- левых транзисторов подключены к выхо-ной питания, а второй вывод генера- ,ду второго каскада сдвига уровня.тора тока - с второй шиной питания.