Множительно-делительное устройство Советский патент 1979 года по МПК G06G7/16 

(54) МНОЖИТЕ ЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение отнсюится к электричбС ким вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Одно из известных делительных устройств содержит усилительные элементы, управляемое напряжением сопротивление, выполненное на полевом транзисторе, масштабирующего резисторы 1}.

Это устройство имеет невысокую точность выполнения операции деления.

Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к предложенному является множительно-делительное устройство, содержащее первый усилительный элемент, инвертирующий вход которого через первый масштабирующий резистор соединен с выходом первого источника сигнала - сомножителя, а через .второй масштабирующий резистор подключен к выходу источника сигнала-делителя выход источника сигнала-делителя через первый резисторыный делитель напряжения соединен с щиной нулевого потенциала, выход ревисторного делителя напряжения подключен к инвертирукяиему входу первого усилительного элемента, второй усилительный элемент, между инвертирующим входом и выходом которого включен масштабирующий резистор о атBoS связи, выход второго усилительного wieMeHfa подключен к выходу устройства, инвертирующий вноя второго усилительного элемента черев третий масштабирующий резиетор соедиией с выходом второго источника сигнала-сомножителя, между выходом которого и шиной нулевого потенциала поаключеи второй резисторный делитель напряжения, выход которого присоединен к инвертирующему входу второго усилительного элемента, первый и второй нелийейные управляемые элементы, каждый из которых выполнен на п полевых транзисторах, истоки и стоки которых соединены последовательно, а между затворами которых подключены соответствующие основные линеаризирующие

резисторы, сток первого и0 иС полевыхтранзисторов каждого нелинейного управляемого элементл подключен к инвертирующему входу первого и второго усилительных элементов соответственно, затвор последнего из п полевых транзисторов каждого нелинейного управляемого эле мейта через соответствующий линеаризирующий резистор соединен с истоком и шиной нулевого потенциала, затворб первого и последHeroHan полевыхтраНзисторовкаждого нелинейного управляемого элемента через соответствующие разделительные резисторы подключены к выходу первого усилительного элемента, а через соотвепствующие резисторы смещения, подложки всех полевых транзисторов соединены с выходом источника запирающего напряженияЭто устройство также характеризуется невысокой точностью работы вследствие нелинейности управляемых напряжением сопротивлений. Целью изобретения является повыщение работы устройства. Предложенное устройство отличается от известного тем, что в иего введены дополнительные, линеаризирующие резисторы, первый из них подключен между, затвором первого из tl полевых транзисторов первого нелинейного управляемого элемента и выходом источника сигнала-деления, второй дополнительный линеаризирующий резистор подключен между затвором первого из п полевых транзисторов второго нелинейного управляемого элемента и выходом второго источника сигнала - сомножителя./ Функциональная схема множи гельно-Дв лительного устройства изображена на чертеже. Устройство содержит первый и второй усилительные элементы 1 и 12, первый, второй и третий масщтабир йщИе резисторы 3, 4 и 5, первый и второй ИСТОЧНИКИ сигналов-сомножителей 6 и 7) источник сигнала-делителя 8, первый и второй реаисторные делители йапряжения 9 и 10, первый я второй нелинейные управляемые элементы 11 и 12,. первый из ц полевых транзисторов 13 , nqc- лед{шй из л полевых транзисторов 13 основные линеаризирующие резисторы 14( - 14fj , первый и второй линеаризирующие резисторы 15 и 16, разделитель ные резисторы 17-20, резисторы смещения 21-24, источник напряжения смещения 25, источник запирающего напряжения 26, первый н второй дополнительные .линеаризирующие резисторы 27 и 28 выход 29 устройства, шина нулевого потенциала 30, масштабирующий резистор обратной связи 31. Устройство работает следующим обазом. На неинвертирующий вход первого усиительного элемента 1 через первый резисторкый делитель напряжения 9 подается напряжение, пропорциональное напряжению источника, сигнала-делителя 8. При положительном значении этого напряжения и нулевом напряжении первого источника сигнала-сомножителя 6, выходное напряжение первого усилительного элемента 1 устанавливает через соответствующие разделительные резисторы 17 и 18 и основные линеаризирующие резисторы 14 - 14 л такое на-. чальное выходное сопротивление первого нелинейного управляемого элемента 11 (сопротивление между стоком первого транзистора 13 и шиной нулевого потенциала ЗО), при котором обеспечивается равенство напряжений на входах первого усилительного элемента 1. При подаче нулевого значения напряжения от первого источника сигнала-сомножителя 6, выходное напряжение первого усилительного элемента 1 изменяется, выходное сопротивление первого нелинейного управляемого элемента 11 изменяется таким образом, чтобы сохранилось равенство напряжений на входах первого усилительного элементе 1. Для обеспечения линейного преобразования напряжения первого источника сигнала-сомножителя 6 и приращение выходного сопротивления первого нелинейного управляемого элемента 11 необходима компенсация нелинейности выходной Вольтамп;ерной характеристики всех полевых транзисторов первого нелинейного управляемого элемента 11. Компенсация возможна при условии, если управляющее напряжение на каждом полевом транзисторе было больщое на величину смещения его канала относительно шины нулевого потенциала. Это условие обеспечивается подключением первого дополнительного резистора 27. Ток источника сигнала-делителя 8. протекает по первому дополнительному лвкеаризнрующе регистру 27, цепи ее линеаризирующих ревнсторов 14 - 14 и соответствующему линеаризирующему резистору 15, обеспечивая необходимое смеШение на затворах каждого полевого транзис тора первого нелинейного управляемого эле мента 11 при соответствующем смешении их каналов напряжением источника сигнала-делителя 8. Благодаря этому уп равляющее напряжение затвор-поток каж дого из этих полевых транзисторов не зависит от смещения их каналов, чем и обеспечивается линейность выходной вольтамперной характеристики первого нелинейного управляемого элемента 11. На не инвертирующем входе второго усилительного элемента 2 напряжениевсегда Пропорционально напряжению второго источника сигнала-сомножителя 7. Выход Ное напряжение второго усилительного элемента 2 через масштабирующий реаис тор обратной связи 31 поддерживает на своих входах равенство напряжений, поэтому ток, протекающий от второго исто ника сигнала-сомножителя 7 по второму дополнительному линеаризирующему резистору 28, цепи основных линеаризирующих резисторов 14, - 14р| и соответствующему линеаризирующему резистору 16, аналогично вышеизложенному, обеспечивает независимость напряжений затвор-поток всех полевых транзисторов второго нелинейного управляемого элемента 12 от смещения их каналов. При ПО парном равенстве вел ичин сопротивлений соответс1вующйх масштабирующи основных линеаризирующих, раздел итёльны резисторов, резисторов смешения допопнительных линеаризирующих резисторов и резИ торных делителей напряжения, использовани идентичных полевых транзисторов и усилительных элементов, обеспечивается более точное преобразование отношения напряженийпервого источника сигналасомножителя 6 и источника сигнала-делителя 7 в относительное приращение выходной проводимости первого, нелинейно го управляемого элемента 11. Равное ему относительное йриращение выходной проводимости второго нелинейного управляемого элемента 12 преобразуется в отношение выходного напряжения устройства в напряжения второго источника сигнала-сомножителя 7, что обес печивает равенство выходного напряжения устройства произведению напряжений первого и второго источников сигналов-сомножителей 6 н 7, поделенному на величину напряжения источника сигнала-делителя 8. 874 Формул 3 о б р атония Множительно-делительное устройство, содержащее первый усилительный элемент, инвертирующий вход которого через первый масштабирующий резистор соединен с выходом первого источншса сигнаЛасбмножителя; а через второй масштабирующий резистор подключен к выходу источника сигнала-делителя; выход источника сигнала-делителя через первый резисторный делитель напряжения соединен с шиной нулевого потенциала, выход резисторного делителя напряжения подключен к не инвертирующему входу первого усилительного элемента, второй усилительный элемент, между инвертирующим входом и выходом которого включен масштабирующий резистор обратнбй связи, выход второго усилительного элемента подключен к выходу устройства, инвертирующий вход второго усилительного элемента через третий масштабирующий резистор соединен с выходом второго источника сигнала-сомножителя, между выходом которого и щиной нулевого потенциала подключен второй резисторный делитель напряжения, выход которого присоединен к инвертирующему входу второго усилительного элемента, первый и второй нелинейные управляемые элементы, каждый из которых выполнен на п полевых транзисторах, истокн и стоки которых соединены последовательно, а между затворами которых подключены соответствующие основные линеаризирующие резисторы сток первого из п полевых транзисторов каждого нейннейного управляемого элемента подключен к инвертирующему входу первого и второго усилительных элементов соответственно, затвор последнего из Л полевых транзисторов каждого нелинейного управляемого элемента через соответствующий линеаризирующий резистор соединен с истоком и шиной нулевого потенциала, затворы первого и последнего из а полевых транзисторов каждого нелинейного управляемого элемента через соответствующие разделительные резисторы подключены к выходу первого усилительного элемента, а через соответствующие резисторы смешения - к выходу источника напряжения смещения, подложки всех полевых транзисторов соединены с выодом источника запирающего напряжения, 6 т л .и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, в

dero введены дополнительные линеаризирующие резисторы, первый из них подключен между затвором первого из п полевых транзисторов первого нелинейного управляемого элемента и выходом источника сигнала-делителя, второй допситительный линеаризирующий резистбр подключен между затвором первого из Ц полевых транзисторов второго нелинейного управляемого элемента и выходом второго источника сигнала-сомножителя.

.Источники информапии, принятые Во внимание при экспертизе

ветское радио , 1976, с. 235-256, рис. 2 (прототип).