Аналоговое множительное устройство Советский патент 1979 года по МПК G06G7/16 

(54) АНАЛОГОВОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано в вычислительных устрой ствах для йеремножбния мгновенный: значений двух входных напряжений .

Известно ауалогово множительное устройство, основанное на принципе управления коэффициёйтом передали четырехполюсника (усилителя, a ;1 eнюатора) с помощью полевых транзкгсторс. в качес±ве управляемых резисторов Ц). В этом устройстве точноьт вьаполнения операции перемножения определяет ся степень линейности эавиримости проводимости между истоком и фтоком полевого транзистора от напряжения на его затворе.

Наиболее близким по технической сущности к изобретений является аналоговое множительное устройство 12, содержащее дифференциальный операционный усилитель с сопротивлением обратной связи, на входы которого подключены стоки одинаковых тЛзлевых транзисторов, истоки которых соединены свиной нулевого потенциала. Ко входам операционного усилителя подключены входные резисторы, соединенные с одним из источников напря ёнйя-сомн6жйтеля. Ца затвор одного из полев ах транЗЙс Ьр бв подключен выход масштабного сумматора , на, входи кбФбрЪгойдДайс ;смёп1енйе, напряжение второго, сомножителя и часть йап йженйя do стШа полевого транЭ11СФорй. На здтвдр дф|уг;ого полевого транзйстораподШючёй/йыход второго масштабного сумматора, на входы коoТб рдг6подйнЬ смешение и часть напряжения со стока транзистЬра. Наличие Дйух полевых транзисторов в этой схеме повышает термостабильность устройства и уменьшает его чувствительность к отклонению режима питания. Подача части напряженйя со cTpKOjB полевых транзисторов на затвор уменьшает нелинейные искажения, вызванные нелинейностью вы0ходной характеристики полевых транзисторов. Общая величина ошибки, вызванная нелинейностью выходной характеристики, не превышает 6,1%. Линейность перемножителя по управляю5щему входу определяется линейностью управляющей характеристики полевого транзистора, т.е. зависимостью проводимости промежутка исток-сток от напряжения на затворе. У реальных

0 полевых транзисторов эта зависимость 3 отличается от линейной, что приводит к необходимости работы на малом участке характеристики с небольшими сигналами, при которых становится заметным влияние шумов и дрейфов активных элементов и усиливается влияние температурной нестабильности, Все это снижает точность выполнения операции перемножения. Целью изобретения является повышейие точности работы. Поставленная цель достигается тем что в аналоговое множительное устройство, содержащее операционный уси литель, инвертирующий и неинвертирую щий входы которого соединены через первый и второй масштабные резисторы .с источником первого сомножителя и через ток-исток соЬтветствённо первого и второго, полевых.транзисторов с шиной нулевого потенциала, резистор обратной связи, включенный между инвертирующим входом операционного усилителя и его выходом, первый и второй сумматоры, выходаа ко торых соединена с затворами соответственно первого и второго полевых транзисторов, первые входы сумматоров соединены с источником напряжения смещения, второй вход первого сумматора - с источником второго сомножителя, введена связь второго входа сумматора с источником второго сомножителя. Введение дополнительного соединения приводит к тому, что. сопротив ление промежутка исток-сток второго полевого транзистора.зависит от напряжения второго сомножителя. Вслед ствие того, что коэффициентпёрёДачи перемножителя прямо пропорционален проводимости первого полевого транзистора и обратно пропорционале проводимости второго полевого.транзистора, меняя знак и величину пере дачи по второму входу второго сумма тора можно осуществить линеаризацию передачи переМножителя. Если передача перемножителя в функции напряжения второ.го сомножителя имеет вог нутый характер, то проводимость ;ртЪ рого долевого транзистора должна иметь вид растущей функции. В этом случае .частное имеет более линейный характер. Если передача перемножителя носит выпуклый характер, проводимость второго палевого транзистора имеет вид убывающей функции . На чертеже приведена функциональ ная- схема аналогового множительного устройства. Устройство содержит первый 1 и второй 2 полевые транзисторы, первый 3 и второй 4 масштабные резисто pj, резистор обратной связи 5, операционнцй усилитель 6, источник пер вого сойнсисителя 7, первый 8 и второй 9 сумматсфы, источник напряжени смещения 10, источник второго сомно 1 жителя 11. Управляемый усилитель состоит из полевых транзисторов 1 и 2 с проводимостью G и Gg резисторов 3 и 4 проводимостью Gj и G, резистоов 5 с проводимостью G5 усилителя 6. Выход усилителя б является выходом управляемого усилителя и всего множительного устройства, на котором образуется выходное напряжение Х2 где ц - масштабный коэффи циент . и и Ux, - напряжения первого и второго сомножителей. Транзисторы 1 и 2 используются в режиме управляемых резисторов, проводимость сток-исток является некоторой функцией управляющего напряжения в общем случае (нелинейная) затвористок. Параметры транзисторов 1 и 2 одинаковы. Затвор транзистора 1 соединен с выходом сумматора 8, а затвор транзистора 2 - с выходом сумматора 9. Первые входы сумматоров 8 и 9 соединены с источником 10 напряжения смещения Е. Источник смещения необходим для перемножения двухполярных сигналов полевые транзисторы управляются только одной полярностью Целичины передач по первым входам сумматоров 8 и 9 одинаковы. Вторые входы сумматоров соединены с источником 11 напряжения Uj( второго, сомножителя. Величина передачи по второму входу сумматора 9 значительно меньше, чем соответствующая передача сумматора 8. Напряжение на.выходе сумматора 8 обесп.ечивает эффект перемножения, а напряжение на выходе сумматора 9 - линеаризацию характеристики . Устройство работает следующим образом.. . Напряжение U затвор-исток транзистОра 1 равно зи1 cftл 2, где К , К 2 - коэффициенты передач сумматора 9 соответственно по первому и второму входам. Напряжение 2 затвор-исток транзистора 2 равно$ 3H2--S , где - коэффициентпропорциональности .(3) Будем считать, что зависимость проводимости GC/IA канала полевого транзистора от напряжения на затворе аппроксимирована квадратичным полиномом,а2и, где ( цс,- некоторые постоянные коэффициенты.