Множительное устройство Советский патент 1979 года по МПК G06G7/16 

(54) МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЛСТВО

Изобретение относится к области аналоговой и гибридной вычислительной техники и, в частности, может быть использовано в измерительных схемах и системах управления. Известны множительные устройства при построении которых использован эффект изменения проводимости полевых транзисторов при изменении упра ляющего напряжения 1. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению явля ется множительное устройство, содер жащее линеаризованные полевые транзисторы, масштабные резисторы и диф ференциальные усилители 2. Однако такое устройство не может ВЕЛтолнять операции умножения знакопеременных сигналов, изменяющихся, например, по синусоидальному закону с нулевой постоянной составляющей. Кроме того, один из сомножителей, п нормальной работе устройства, никог да не может быть равным величина выходного напряжения изменяется в небольших пределах (0--1 поскольку оно равно напряжению на стоке второго линеаризованного поле вого транзистора. Следует отметить также, что изменение знака одного сомножителя никак не отражается на знаке выходного напряжения, т. е. это устройств о. не может быть четырехквад;.рантным множительным устройством. Целью изобретения является повьпиение точности и расширение области применения. Поставленная цель достигается тем, что множительное устройство, содержащее первый и второй дифференциальные усилители, линеаризованные полевые транзисторы и масштабнее резисторы, вьгход первого дифференциального усилителя через первый и второй масштабные резисторы подключён к затворам первого и второго линеаризованных полевых транзисторов. Истоки которых соединены с ШИНОЙ нулевого потенциала, а стоки соответственно черезтретий и четвертый масштабные резисторы соединены с их затворами и через пятый и шестой масштабные резисторы соответственно с первым и вторым входами устройства, дополнительно содержит рервый и второй инверторы, инвертирующий вход первого дифференциального усилителя соответственно через седьмой, восьмой и девятый масштабные резисторы соединен с третьим входом устройства, со стоком первого линеаризованного полево го транзистора и с выходом первого инвертора, вход которого соединен с первым входом устройства, а ий;вертирующий вход второго дифференци ajibrtoro усилитапя соединен соответс ,венно через десятый, одиннадцатый и двенадцатый масштабные резисторы со стоком второго линеаризованного полевого транзистора, с выходом вто го дифференциального усилителя не вькодом второго инвертора, вход кот рого .соединен со .вторым входом устр ства, неинвертирующие входы диффере циальных усилителей.соединены с шиной нулевого потенциала. На чертеже представлена п1ринцйпиальная схема предлагаемого множительного устройства. . . Устройство содержит дифференциал ...ные у-силители 1 и 2, линеаризованны полевые транзисторы 3 и 4, масштабные резисторы 5-16, инверторы 17 и 1$, входы устройства 19, 20,-21. При подаче на вход 21 одного из перемножаемых напряжений Х , а на вход 19 напряжения Е, справедливы ел едующи е выраж ен и я: . - xJk Е-п тг I (откуда Rlj э fj/ ;f3 bi где Rj - сопротивление линеаризо. ванного полевого транзис; -;.; ;. . тора . - --Г /-: 1Э-,й,Д„15- сдпрЬтйвлёнйярезисторов 9И1 1Г «.11, 12, дГсоответственно. Поскольку линеаризованный полевой Т 5айзйст6р 4 подключен к выхрду 1 6гЬ жё ЬперМционного усилителя что и транзистор 3, то его сопротив ление. с учетом неидентичности хара . теристйк полейых транзисто1ров буде равно ; -. ..- -,.,.., ., «кд-ё,). Rsk, . пгтз 12. 13 Р ia я где. К - коэффициент пропорциональности, учитывающий кеиден тичность характеристик пол вых транзисторов. При: подаче на входной зажим 20 другого перемножаемого напряжения Х справедгавЕЗ 4ёй ражения , где R - српротивл ваи§ „лшнвазризованяогб палевого транзистора 4; fo 13 16 сопротивления резисторов 10, 14, 15, 16; если «13-S Y- « где Y - выходное напряжение, Изобретение за счет использований нверторов и за счет, включения в асштабном режиме с заземленным неинвертирующим входом операционных усилителей обеспечивает перемножение напряжений, подаваемых на входы 20 и 21 устройства в четырех квадрантах. Первый инвертор исключав необходимость применения источника стабильного напряжения, равного по величине и противоположного по знаку напряжению, подаваемому на вход 19. Кроме того, включение первого инвертора обеспечивает вйполнение операцик Деления произведения напряжений Xg и Xj на. напряжение Е. . : Любое из перемножаемых напряжений может быть равным О и изменять .свой знак, не требуя никаких дополнительных изменений в схеме в отличие от известного устройства. Не тре буется также, для расширения диапазона изменения перемножаемых напряжений уменьшение делителя Е. Напряжение Е быть с целью достижения вь сокой точности перемножения максимальным. . Формула изобретения Множительное устройство, содержащее первый И второй дифференциальные усилители, линеаризованные :полевь1е Транзисторы и масштабные резисторы, В1лход первого дифференциального уси-лиТеля через первый и второй масштабные рёзисто ры подключен к затворам первого и JBTOporo линеаризованных полевых транзисторов,истоки которых соединены с шиной нулевого потенциала, а стоки соответственно через третий и четвертый масштабные резисторы соединены с их затворамиу, и через пятый и шестой масштабнне резисторы соответственно с первым и вторЕлм входами устройства, о т Л ичающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, устройство дополнительно содержит Первый и второй инверторы, инвертирующий вход первого дифференциального усилителя соответственно через седьмой, восьмой и девятый масштабные резисторы соединен с третьим входом устройства, со стоком первого линеаризованного полевого транзистора и с выходом первого инвертора, вход которого соединен с Первым входом устройства.

а инвертирующий вход второго дифферециального усилителя соединен соответственно через десятый, одиннадцатый и двенадцатый масштабные резисторы со стоком второго линеаризованного полевого транзистора, с выходом второго дифференциального усилителя и с выходом второго инвертора, вход которого соединен со вторым входом устройства, неинвертирующие входы дифференциальных усилителей соединены с шиной нулевого потенциала.

Источники информа.ции, принятые во внимание при экспертизе

1, Приборы и элементы автоматики. Экспресс-информация, № 4, 1971..

13

р 1