Аналоговый перемножитель сигналов Советский патент 1991 года по МПК G06G7/16 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для перемножения электрических сигналов, и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже изображена функциональная схема аналогового перемножителя сигналов.

Перемножитель сигналов содержит с первого по шестой усилительные транзисторы 1-6, с первого по четвертый операционные усилители 7-10, с первого по пятый масштабные резисторы 11-15, первый 16 и второй 17 источники тока, первую 18 и вторую 19 входные шины первого сигнала-сомножителя, первую 20 и вторую 21 входные шины второго сигнала-сомножителя, первую 22 и вторую 23 выходные шины, шину 24 низкого потенциала;

Аналоговый перемножитель сигналов работает следующим образом.

При подключении резисторов нагрузки к первой 22 и второй 23 выходным шинам и напряжения начального смещения к входным шинам 18-21 сигналы передаются первым 7 и вторым 8 операционными усилителями, на эмиттеры первого 1 и второго 2 усилительных транзисторов, вызывая изменение токораспределения через первый 11 и второй 12 масштабные резисторы, а также на эмиттеры третьего 3 и четвертого 4 усилительных транзисторов, вызывая изменение токораспределения через четвер- тый 14 и пятый 15 масштабные резисторы. При этом при потенциале на входной шине

18,большем потенциала на входной шине

19,больший ток протекает через первый 1

и. четвертый 4 усилительные транзисторы, а меньший - через второй 2 и третий 3 усилительные транзисторы. Перекрестное включение коллекторов усилительных транзисторов в идеальном случае приводит к неизменности потенциалов на выходных шинах 22 и 23 по постоянному току.

Стабильные токи коллекторов пятого 5 и шестого 6 усилительных транзисторов обеспечиваются за счет подключения этих транзисторов в цепь отрицательной обрат- ной связи третьего 9 и четвертого 10, операционных усилителей. При равенстве потенциалов на входных шинах 10 и 21 потенциалы эмиттеров пятого 5 .и шестого 6 усилительных транзисторов равны, что обеспечивает отсутствие тока через третий масштабный резистор 13, При разбалансе напряжений на входных шинах 20 и 21 величина тока через третий масштабный резистор 13 изменяется прямо пропорционально амплитуде напряжения между неинвертирующими входами третьего 9 и четвертого 10 операционных усилителей.

Если приложить к входным шинам 20 и 21 разностное напряжение, то приращения токов коллекторов пятого 5 и шестого 6 усилительных транзисторов одинаковы по величине, но различны по знаку.

При подаче сигнала на входные шины 18 и 19 происходит перераспределение эмит- терных токов первого 1 и второго 2 усилительных транзисторов, а также третьего 3 и четвертого 4 усилительных транзисторов, Если выбрать равными величины сопротивлений первого 11, второго 12, четвертого 14 и пятого 15 масштабных резисторов, то при нулевой величине первого сигнала-сомножителя на входных шинах 18 и 19 за счет перераспределения токов первого 1, второго 2, третьего 3 и четвертого 4 усилительных транзисторов обеспечивается подавление второго сигнала-сомножителя, действующего на входных шинах 20 и 21.

При изменении величины первого и второго сигналов-сомножителей достигается перемножение этих сигналов, причем нелинейность характеристики перехода база - эмиттер усилительных транзисторов компенсируется операционными усилителями и крутизна управления определяется только величиной сопротивления масштабных резисторов 11-15.

Разность выходных токов выходных шин 22 и 23 определяется выражением

122-123 - Vx

Ri3

где Vx, Vy - первый и второй сигналы-сомножители;

IQ- ток через первую (вторую) выходную шину 22(23);

Rn, Ri3 величины сопротивлений первого 11 и третьего 13 масштабных резисторов.

Таким образом, аналоговый премножи- тель сигналов характеризуется более высокой точностью работы, обеспечиваемой за счет компенсации наименьших нелинейных составляющих сигнала произведения.

Формула изобретения

Аналоговый перемножитель сигналов, содержащий с первого по шестой усилительные транзисторы, с первого по пятый масштабные резисторы, первый и второй источники тока, база первого усилительного транзистора соединена с базрй четвертого усилительного транзистора, коллектор которого подключен к коллектору второго усили- тельного транзистора, база которого соединена с базой третьего усилительного

транзистора, коллектор которого подклю- чен к коллектору первого усилительного транзистора, коллекторы первого и четвертого усилительных транзисторов являются соответственно первой и второй выходны- ми шинами аналогового перемножителя, первые выводы первого и второго масштабных резисторов соединены между собой, эмиттер пятого усилительного транзистора через третий масштабный резистор соеди- нем с эмиттером шестого усилительного транзистора, эмиттер пятого усилительного транзистора подключен к первому выводу первого источника тока, эмиттер шестого усилительного транзистора соединен с пер- вым выводом второго источника тока, вторые выводы первого и второго источников тока подключены к шине низкого потенциала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены с пер- вого по четвертый операционные усилители, причем выход первого операционного усилителя подключен к базе первого усилительного транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом первого масштабного резистора и с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого является

первой входной шиной первого сигнала-сомножителя аналогового перемножителя, выход второго операционного усилителя подключен к базе второго усилительного транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом второго масштабного резистора и с инвертирующим входом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого является второй входной шиной первого сигнала-сомножителя, выход третьего операционного усилителя под- ключен к базе пятого усилительного транзистора, коллектор которого соединен с первым выводом первого масштабного резистора, эмиттер пятого усилительного транзистора соединен с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход которого является первой входной шиной второго сигнала-сомножителя аналогового перемножителя, выход четвертого операционного усилителя подключен, к базе шестого усилительного транзистора, эмиттер которого соединен с инвертирующим входом-четвертого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого является второй входной шиной второго сигнала-сомножителя аналогового перемножителя.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для перемножения электрических сигналов, и может быть использо- вано в анаголовых вычислительных машинах. Целью изобретения является по18 вышение точности. Аналоговый перемножитель сигналов содержит с первого по шестой усилительные транзисторы 1-6, с первого по четвертый операционные усилители 7- 10, с первого по пятый масштабные резисторы 11-15, первый 16 и второй 17 источники тока, первую 18 и вторую 19 входные шины первого сигнала-сомножителя, первую 20 и вторую 21 входные шины второго сигнала- сомножителя, первую 22 и вторую 23 выходные шины шину 24 низкого потенциала. Работа аналогового перемножителя сигналов основана на реализации метода переменной крутизны, причем повышение точности перемножения достигается за смет компенсации нелинейности характеристики перехода база - эмиттер усилительных транзисторов. 1 ил. 22 Ј 14. Ою о ю от х| ь гч