Устройство для возведения вКВАдРАТ Советский патент 1981 года по МПК G06G7/20 

I Изобретение относится к измерительной и аналоговой вычислительной технике и предназначено для возведения в квадрат электрических сигналов Известно устройство возведения в квадрат, использующее нелинейность характеристики, полевого транзистора, которое содержит инверсный каскад, полевые транзисторы, резистор и последовательно соединенные и кинематически связанные конденсаторы переменной емкости, нагрузочный и балансировочный резисторы. Для этой схемы разброс параметров является источником погрешности преобразования 11. Из известных устройств возведения в квадрат наиболее близким к предла- гаемому по технической сущности является устройство, содержащее источник питания, два полевых транзистора три резистора и операционный усилитель. Входной сигнал поступает на за творы транзисторов, истоки которых объединены и подключаются по входу преобразователя тока (опед)ационный усилитель и резистор), а стоки через резисторы подключены к источнику питания. ыходной сигнал этого устройства н 1 R - сопротивление цепи обратной связи операционного усилителя : , л - токи стока транзистора 1 и 2, соответственно. полевого транзистора справедливо 1 г (ио - U-i) (,ч ° GO iTJ 3 ток стока транзистора; проводимость открытого каGO нала;DO напряжение отсечки; и - напряжение затвор-исток. сли на затворы полевых транзистоподавать парафазный. сигнал, то .,.u,fJ. G(j-t. о параметры транзистора 1; G Ujj-j - параметры транзистора 2 i ри точном согласовании транзистот.е. при дл Gpi - GO- О - С7 о м Вл -э ВЫХ- З 2. Недостаткс1ми схемы является то, что разброс параметров транзисторов понижает точность преобразования выходной сигнал имеет постоянную со ставляющую, сложность. Цель изобретения - повышение точ ности и упрощение схемы. Поставленная цель достигается те что вход устройства, содержащего дв полевых транзистора, два резистора операционный усилитель, подключен г через резисторы ко входам операцион ного усилителя, к которым подключен стоки полевых транзисторов, причем затвор первого транзистора подключе к истоку, затвор второго - к стоку, а истоки заземлены. На чертеже представлена принципи альная схема предлагаемого устройст ва возведения в квадрат. Устройство содержит полевые тран зисторы 1 и 2 J резисторы 3 и 4, one рационный усилитель 5. Вход схемы через резистор 3 подключен на суммирующий вход усилител а через резистор - на вычитающий вход усилителя. К суммирующему входу усилителя под1слючен сток тран зистора 1, исток и затвор которого заземлены. К вычитающему входу усилителя подключен сток и затвор тран зистора 2, исток которого заземлен. Предлагаемая схема работает следунвдим образом. При подаче входного напряжения в цепях, состоящих из резистора и полевого транзистора, протекают токи J , J. .1 -:TOK, протекающий через тран зистор 1; J - ток, протекающий через тран зистор 2. Характеристика полевого транзистора описывается вьгражением . V% cигде 3 о - ток, протекающий через канал полевого транзистора;G - проводимость открытого канала; UQ - напряжение отсечки; Ujj, - напря ние затвор-исток; UCH - напряжение сток-исток, Для транзистора 1 Чг UCH.тогда т-г иSQ-I |1 . . ,3,-б(,cи-t-2U cи- | 1дпя транзистора 2 U 0, тогда На входы операционного усилителя поступает ли..1|,. и) где G - проводимость резистора 1; G/j - проводимость резистора 2. На выходе операционного усилителя l etiix « , где К - коэффициент усиления операционного усилителя. Испрльзуя выражения (2), (3), (4)j получаем вь .-| ..,Ц. Учитывая, что для данного включения транзисторов при работе на начальном участке характеристики выполняется соотношение о-, (1 - fgf) , Цсиач -., « ог из которых следует 11 - cw 0 i GO+GOI Подставляя выражения (6) и (7) в (5) liU-L . Gi Q0a -1 -1 1 («ti-fe-b Если подбором резистора 1 или 2 обеспечить равенство GQI Gog G - Ga то - Цр 41М(-1)« На выходе получаем напряжение, про- порциональное квадрату входного напряжения. Использование полевых транзисторов без согласования по параметрам выгодно отличает предлагаемую схему возведения в квадрат. Выполнение соотношения (8) ведет к компенсации линейных членов, что обеспечивает высокую точность преобразования. В отличие от известного изобретения в выходном напряжении предлагаемой схемы отсутствует постоянная составляющая, для работы схемы не требуется парафазного сигнала и исключается дополнительная схема питания, что упрощает схему. Кроме того, предлагаемая схема может работать на полевых транзисторах с каналом любого типа, а включение транзисторов по мостовой схеме ведет к уменьшению влияния температурных И временных дрейфов. Формула изобретения Устройство для возведения в квадрат, содержащее два полевых транзистора, два токозадающих резистора и

операционный усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства; сток первого полевого транзистора подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя и через первый токозадающий резистор ко входу устройства, сток второго полевого 1 анзистора подключен к инвертирующему входу операционного усилителя и через второй токозадгиощий резистор ко входу устройства, затвор первого полевого транзистора соединен ;с его

стоком, затвор второго - с его истоком, истоки каждого полевого транзистора присоединены к шине нулевого потенциала. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 416704, кл. G 06 G 7/20, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР

o Н 460548, кл. G 06 G 7/20, 1972 (прототип).