Аналоговый перемножитель Советский патент 1978 года по МПК G06G7/16 

Изобретение касается электрических вычислительных устройств и может быть использовано в -вычислительных машинах, а также в измерительной технике.

Известно устройство, предназначенное для перемножения сигналов, содержащее дифференциальные усилительные каскады и генераторы токов 1. Однако это устройство имеет низкую температурную стабильность и невысокое быстродействие.

Наиболее близким к данному изобретению является аналоговый перемножитель, содержащий первый второй дифференциальные усилительные каскады, ко входам первого дифференциального усилительного каскада подключены выходы соответственно первого и второго эмиттерных повторителей и выводы первого и второго нагрузочных резисторов, ко входам второго дифференциального усилительного каскада подключены выходы соответственно третьего и четвертого эмиттерных повторителей и выводы третьего и четвертого нагрузочных резисторов, входы эмиттерных повторителей соединены попарно и подключены к первому дифференциальному входу перемножителя, к общей цепи каждого из дифференциальных усилительных каскадов присоединен генератор тока,источник тока, управляющий вход которого и

управляющие входы генераторов тока соединены со вторым входом перемножителя, выходы первого и второго дифференциальных усилительных каскадов присоединены к выходам перемножителя, сигнальные входы источника тока подключены к третьему дифференциальному входу перемножителя 2.

Это устройство имеет сравнительно низкую температурную стабильность, невысокое быстродействие и малый динамический диапазон входных сигналов.

Целью изобретения является повышение температурной стабильности, быстродействия и расширение дина.мического диапазона входных сигналов.

Для этого в предлагаемое устройство введены первый и второй дополнительные дифференциальные усилительные каскады, общая цепь каждого из которых подключена к соответствующему выводу источника тока, выходы первого дополнительного дифференциального каскада соединены с другими выводами первого и второго нагрузочных резисторов соответственно, а выходы второго дополнительного дифференциального каскада подключены к другим выводам третьего и четвертого нагрузочных резисторов соответственно, между выходами каждого из дополнительных дифференциальных- каскадов включен соответствующий ба,лансировочный резистор, входы дополнительных дифференциальных каскадов соединены соответственно с четвертым и пятым дифференциальнымивходами перемножителя. На чертеже показана функциональная схема предлагаемого аналогового перемиожителя. Схема включает в себя первый и второй дифференциальные усилительные каскады I и 2, выходы 3 перемножителя, первый, второй, третий и четвертый эмиттерные повторители 4, 5, 6 и 7, первый, второй, третий и четвертый нагрузочные резисторы 8, 9, .10 и 11, первый дифференциальный вход 12 перемножителя, ге-нераторы тока 13 и 14, источник тока 15 на дифференциальном усилительном каскаде, вторай вход 16 перемножителя, третий дифференциальный вход 17 перемножителя, первый и второй дополнительные дифференциальные усилительные каскады 18 и 19, балансировочные резисторы 20 и 21, четвертый и пятый дифферен циальные входы 22 и 23 перемножителя. Устройство работает следующим образом. Сигнал управляющей частоты подается на первый дифференциальный вход 12 перемможителя, а сигнал опорной частоты - на третий дифференциальный вход 17 перемножителя. Четвертый и пятый дифференциальные входы 22 и 23 перемножителя перекрестно соединяются с внешним источником постоянного напряжения для балансировки устройства на минимальную погрешность перемножения и максимальное подавление опорного сигнала. Режим работы устройства по постоянному току устанавливается подачей напряжения на управляющие входы генераторов тока 13 и 14. Таким образом, в результате введения двух дополнительных дифференциальных усилительных каскадов 18 и 19 образуются два дифференциальных каскодных канала, позволяющих с помощью внешнего источника постоянного напряжения осуществлять независимую балансировку дифференциальных эмиттерных повторителей. Дифференциальное каскодное включение также обеспечивает повыщение температурной стабильности подавлениявходного сигнала опорной частоты за счет образования глубокой отрицательной обратной связи. Одновременно этим достигается увеличение быстродействия вследствие сведения к минимуму паразитных связей между внещними цепями балансировки и внутренними элементами устройства. Кроме того, введенные каскады дополнительно повышают быстродействие устройства из-за уменьшения шунтирующего влияния по отнощению к нагрузочным резисторам емкостей коллекторных переходов входных транзисторов источника тока 15 на дифференциальном усилительном каскаде, непосредственно не соединенных с нагрузочными резисторами, а присоединенных посредством каскодно включенных дополнительных дифференциальных усилительных каскадов 18 и 19. Каскодное включение дополнительных дифференциальных усилительных каскадов 18 и 19 также увеличивает динамический диапазон входных сигналов опорной частоты за счет образования дополнительной динамической нагрузки. В результате реализации предлагаемого изобретения в виде интегральной схемы улучшатся электрические параметры схемы -. повышается температурная стабильность, динамический диапазон входных сигналов и быстродействие. Формула изобретения Аналоговый перемножитель, содержащий первый и второй дифференциальные усилительные каскады, ко входам первого дифференциального усилительного каскада подключены выходы соответственно первого и второго эммитерных повторителей и выводы первого и второго нагрузочных резисторов, ко входам второго дифференциального усилительного каскада подключены выходы соответственно третьего и четвертого эмиттерных повторителей и выводы третьего и четвертого нагрузочных резисторов, входы эмиттерных повторителей соединены попарно и подключены к первому дифференциальному входу перемножителя, к общей цепи каждого из дифференциальных усилительных каскадов присоединен генератор тока, источник тока, управляющий вход которого и управляющие входы генераторов тока соединены со вто-, рым входо.м перемножителя, выходы первого и второго дифференциальных усилительных каскадов присоединены к выходам перемножителя, сигнальные входы источника тока подключены к третьему дифференциальному входу перемножителя, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности, быстродействия и расширения динамического диапазона входных сигналов, в него введены первый и второй дополнительные дифференциальные усилительные каскады, общая цепь каждого из которых подключена к соответствующему выводу источника тока, выходы первого дополнительного дифференциального каскада соединены с другими выводами первого и второго нагрузочных резисторов соответственно, а выходы второго дополнительного дифференциального каскада подключены к другим вьгводам третьего и четвертого нагрузочных резисторов соответственно, между выходами каждого из дополнительных дифференциальных каскадов включен соответствующий балансировочный резистор, входы дополнительных дифференциальных каскадов соединены соответственно с четвертым и пятым дифференциальными входами перемножителя. Источники информации, принятые во внимание- при экспертизе: 1.Патент Японии № 48-20932, кл. 97 (8)В12, 1973. 2.Журнал «Известия ВУЗов СССР, «Радиоэлектроника, том XIV, № 12, 1971, В. П. Тарасов «Квадратурный фильтр ; с. 14111421.