МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1974 года по МПК G06G7/16 

1

Изобретение относится к области аналоговой выч 1слительной техники и может быть использовано на аналоговых машинах широкого назначения и специализированных вычислительных устройствах, а также в адаптивных САУ. Предлагаемое устройство позволяет перемножать или делить два аналоговых напряжения, изменяющихся в широких пределах. При этом одно из этих напряжений (делимое при делении) может менять полярность, а также представлено в виде суммы слагаемых разнополярных изменяющихся во времени напряжений.

Известно множительное устройство, содержащее операционный усилитель, в цепи обратной связи которого включен полевой транзистор. Однако известное устройство характеризуется невысокой точностью, незначительным изменением входных напряжений, температурной нестабильностью.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности и расширение динамического диапазона входных напряжений.

Для этого в цепь обратной связи двух усилителей постоянного тока включены линеаризованные полевые транзисторы так, что исток каждого полевого транзистора соединен со входом, а сток - с выходом соответствующего усилителя постоянного тока и через резистор подключен к затвору того же полевого транзистора, при этом выход второго усилителя постоянного тока через третий резистор подключен к затвору полевого транзистора в цепп обратной связи первого усилителя постоянного то,ка.

На чертеже представлена электрическая схема предложенного устройства, которое состоит из двух усилителей постоянного тока }, 2, двух полевых транзпсторов 3, 4 с пзолированным затвором и резисторов 5-8. Усилитель / вместе с резистором 7 и полевым транзистором 3 представляет собой операционный суммирующий усилитель, в обратной связи которого включен управляемый напряженпем резпстор, роль которого выполняет транзпстор 3. Напряжение, действующее на выходе блока 1, равно:

20

(1)

ТГ

R 7- - сопротивление перехода «сток- исток транзистора 3;

RI - сопротивление входногорезистора 7;

t/isxi - входное напряжение,соответствующее входнойпеременной Хf/вых - выходное напряжение, соответствующее выходной переменной Z. Блок 2 вместе с транзистором 4 н резнеторе ми представляет собой схему стабилизации тока во внешней цени. В предлагаемом устройстве эта схема предназначена для преобразования входного наиряжения fyuxo, соответствующего второй входной переменной Y, в сопротивление, так как Г) Г , вх., п где «7-, - сонротивлепие перехода «сток- исток транзистора 4; R - сопроти1;ление резистора 8; Е - постоянное внешнее отрицательное напряжение. При работе в омической области выражение, связываюпхее ток стока МОП-транзистора /с с напряжением стока U и затвора L/з, имеет вид: I, K(U,,)U,,bUl,(2) где /( - коэффициент пронорциопальности; UQ - пороговое напряжение. С целгзю повышения точности работы устройства, расширения диапазона изменения входных напряжений и обеспечения работы его нри изменении знака переменной /Y, в нем вольт-амперные характеристики транзисторов 3 1 4 линеаризуются за счет подачи половинного напряжения стока Lc на затвор и на иодложку. Для этого используются резисторы 5 и делители из высокоомных резисторов 6, к средней точке которых подключены подложки транзисторов. За счет включения резисторов 5 выражение (2) для тока стока транзистора 4 иринимает вид: ..,(0,5y,f/o,), где (У,, - выходное напряжение усилителя 2. Из равенства тока стока /с. входному току / -j, протекающему через резистор 9, можно определить величину напряжения f/y, действующего на выходе усилителя 2. Поскольку напряжение t/y является одновременно управляющим для транзистора 5, то за счет линеаризации его стоковой характеристики ток стока его равен: -. («Ж .) - П|ри равенстве пороговых напряжений траизпсторов 3 и 4 (единственное }слоз;;е, которому они должны удовлетворять), TO.t стока равен; /Cj-A.L,.,, откуда сопротивление перехода «сток-истокатранзистора 3 равно: Таким образом, выходная переменная Z пропорциональна произведению входных переменных X н Y: 7 - П °- - . 7 Z.U,,,,.- 0,,,xj я,- г. где /(у : - коэффиц1 ент передача Я с устройства умножения. Схема работоспособна при изменении нолярностн сигнала А и некритична к изменению температуры, поскольку оба транзпстора .работают в одинако вых температурных условиях. При иере.мене знака неременной У необходимо также поменять 1юлярность опорного наиряжения Е. Частотный диапазон работы устройства оиределяется только полосой пропускания усилителей. Предложенное устройство может быть пспользовано в качестве схемы деления. При этом входная переменная У (делитель) подается на вход усилителя 2 через резистор 5, а опорное напряжение - на сток транзпстора 4. Предмет изобретения Миожмтельио-делительиое устрэйстзэ, сэдержапдее два ус 1лителя постоянного тока, два лигшаризоваиных иолевых транзистора и три резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения дииамического диапазона входных напряжений, линеаризованные полевые транзисторы включены в цепь обратной связи усилителей иостоянного тока так, что исток каждого полевого транзистора соединен со входом, а сток- с выходом соответствующего усилителя постоянноги тока и через резистор подключен к затвору того же полевого транзистора, при этом выход второго усилителя постоянного тока через третпй резистор подключен к затвору полевого транзистора в цепи обратной связи первого усилителя постоянного тока.

О