Множительное устройство Советский патент 1977 года по МПК G06G7/16 

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, предназначено для перемножения двух непрерывных величин, заданных Б виде электрических напряжений, и может быть использовано в различных областях автоматики и вычислительной техники.

Известно устройство для умножения 1, содержащее блоки логарифмирования, сумматор и блок антилогарифмирования. Однако это устройство обладает недостаточной точностью.

Наиболее близким по технической суидиости к предлагаемому устройству является множительное устройство - логарифмическое устройство для перемиожеиия двух аналоговых величин, заданных в виде электрических напряжений, содержащее два блока логарифмирования на основе операционных усилителей с логарифмирующими диодами в цепи обратной связи, входы блоков логарифмирования служат входами устройства, а выходы соединены с первым и вторым входами сумматора, выход которого подключен к блоку антилогарифмироваиия на основе операционного усилителя с логарифмирующими диодами во входной цепи .

Это устройство обладает сравнительно невысокой точностью, так как величииа ошибки в выходном напряжении устройства зависит от степени достижения идентичности

вольт-амиериых характеристик диодов схемы.

Только при условии строгой идеитичности

параметров диодных цопей и работе их в

одном и том же диапазоне токов на выходе

устройства формируется напряжение

XY

4,R

т. е. схема не вносит дополнительную

погрешность в результат перемножения.

В известном устройстве выполнение этого условия невозможно из-за того, что, во-первых, практически очень трудно обеспечить стабильиую идентичность параметров всех

диодов схемы, во-вторых, даже при достижении такой идентичности диапазоиы токов работы диодных цепей входных логарифмирующих усилителей отличаются от диапазона тока работы диодной цепи антилогарифматора.

Цель изобретения - повышение точности работы л ножительного устройства.

Это достигается тем, что устройство содержит дополнительный инвертирующий блок логарифмировання на основе операционного

усилителя с логарифмирующими диодами в цепи обратной связи, причем логарифмирующие диоды включены в полярности, обратные полярности логарифмирующих диодов основных блоков логарифмирования, вход дополннтельного инвертирующего блока логарифмированйя соединен с источником опорного напряжения, а выход - с третьим входом сумматора.

Увеличение точности перемножения прн таком решении достигается потому, что введением входного логарифмического преобразователя оиерациониой единицы выравнивают диапазоны токов работы входных и выходиого преобразователей.

Схема предлагаемого устройства показана на чертеже.

Устройство содержит блоки 1 и 2 логарифмирования на основе онеращюииых усилителей 3 и 4 с логарифмирующими диодамн 5 и 6 в цепи обратной связи, сумматор 7, блок 8 антилогарнфмирования на основе операционного уснлителя 9 с логарифмирующими диодами 10 во входиой цепи, инвертирующий блок 11 логарифмирования на основе операцнонного усилителя 12 с логарифмирующими диодами 13 в цепи обратной связи, причем иолярность диодов в блоке 11 обратная по;гяриости диодов в блоках 1 и 2.

Работает устройство следующим образом.

Перемножаемые аналоговые величииы X и У вводят в блоки 1 и 2. Одновременно на вход блока 11 подают операционную единицу (наиряжеиие, равиое шкале устройства) со знаком, обратным знаку сомножителей X и У.

В блоках 1, 2 н 11 дпаназоиы токов работы диодных цепей идентичны, а усредненные характеристики диодных цепей равны с достаточной точностью. Учитывая это, можно прииять, что выходные напряжения блоков 1, 2 н 11 соответственно равны

vу

Ui ягсрт 1п - , и //ZfT In - ,

/0 IgK

I

и - /яфт In

/0

где т - коэффициент;

Фт - термический потенциал.

Напряжения U, Uz, Из суммируются и поступают в блок 8, на выходе которого формируется напряжение

f

,ln--

,aHtiln + nJ,,

чntff

Пред ложенное техническое рещение позволяет по сравнению с известиыми уменьшить погрешность работы логарифмического устройства до 0,18% от шкалы в широких диаиазонах изменения температуры (от -10 до -)-60°С) и полосы пропускания частот.

Формула изобретения

Мнол ительное устройство, содержащее два блока логарифмирования на основе операционных усилителей с логарифмирующими диодами в цепи обратной связи, входы блоков

логарифмирования являются входами устройства, а выходы соединены с первым и вторым входами сумматора, выход которого соединен с блоком антилогарнфмирования на основе операционного усилителя с логарифмирующими диодами во входной цепи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, оно содержит дополнительный инвертирующий блок логарифмирования на основе операционного усилителя с логарифмирующимн диодами в цепи обратной связи, причем логарифмирующие диоды включены в полярности обратной полярности логарифмирующих диодов основных блоков логарифмирования, вход дополнительного инвертирующего блока логарифмирования соединен с источником опорного напряжения, а выход - с третьим входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Томович Р., Карплюс У. Быстродействующие аналоговые вычислительные машины. «Мир, 1964, с. 161.

2. Алексенко А. Г. Основы микросхемотехники. М., 1971, с. 288.