Аналоговое множительное устройство Советский патент 1982 года по МПК G06G7/163 

I

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при построении аналоговых вычислительных и автоматических систем, к которым предъявляется требование высокой точности в широком диапазоне температур.

Известно оптико-электронное множительно-делительное устройство, содержащее два фоторезистора, оптически связанных с одним светоизлучателем, включенных в мост переменного тока, и усилитель обратной связи, управляющий жидкокристаллическим модулятором света, изменяющим световой поток от светоизлучателя на один из фоторезисторов до тех пор, пока сопротивления обоих резисторов не станут равными l 1 .

Недостатком этого устройства является сложность конструктивного исполнения, связанная с необходимостью засветки двух фоторезисторов от одного светоизлучателя и наличием жидкокристаллического модулятора, чувствительного к механическим воздействиям и непригодного для использования в изделиях серийного и массового выпуска.

Наиболее близким к предлагаемому является множительное устройство, содержащее два операционных усилителя и светоизлучатель, оптически связанный с двумя фоторезисторами, неинвертирующий вход первого операцион ного усилителя через масштабный резистор подключен к первому входу устройства, инвертирующий вход второго : операционного усилителя через второй фоторезистор подключен ко второму входу устройства, а через резистор обратной связи - к выходу второго операционного усилителя, который яв;Ляется выходом устройства f2j.

Однако известное устройство обладает низкой точностью, зависящей от идентичности характеристик и засветки двух фоторезисторов, а также низкой температурной стабильностью. Цель изобретения - повышение точности и температурной стабитьности аналогового множительного устройства Поставленная цель достигается тем что в аналоговое множительное устройство, содержащее первый и второй операционные усилители, два фото резистора, первый светоизлучатель, масштабный резистор и резистор обратной связи, первый вывод масштабного резистора является входом первого сомножителя устройства, второй вывод масштабного резистора подключей к первому выводу первого фотореэистора, второй вывод которого подг ключей к источнику опорного напряжения, первый светоизлучатель оптически связан с первым фотореэистором, инвертирующий вход второго операцион ного усилителя подключен к первому выводу второго фоторезистора и через резистор обратной связи - к выходу второго операционного усилителя, который является клкоцом устройства, второй вывод второго фоторезистора являете) входом второго сомножителя устройства, введены второй светоизлучатель ,, два токозадающих резистора, третий операционный усилитель и источник переменного напряжения пита ния, выхо/;) которого подключен к першам выводам первого и второго токозадаю11(их резисторов, вторые выводы токозадающих резисторов подключены соответственно ко вторым выводам пер вого и второго фотсчэезисторов и соответ ственно к первому и второму входам трет го операционного усилителя, выход которого электрически связан со вторым светоизлучателем, второй фоторезистор оптически связан со вторым светоизлучателем, инвертирующий вход первого операционного усилителя подключен ко второму выводу масштабного .резистора, неинвертирующий вход - к шине нулевого потенциала, а выход первого йперационного усилителя элек рически связан с первым светоизлучателем. На чертеже представлено аналоговое множительное устройство, функциональная схема. Аналоговое множительное устройство содержит первый операционный усилитель 1, масштабный резистор 2, на который додается первый сомножитель X первый и второй светоизлучатели 3 И , оптически связанные с первым и вторым фоторезисторами 5 и 6, токозадающие резисторы 7 и 8, образующие вместе с фоторезисторами 5 и 6 мост, запитываемый переменным напряжением от источника 9 переменного напряжения питания, второй операционный усилитель 10, третий операционный усилитель 11, входы которого подключены ко вторым выводам токозадающих резисторов 7 и 8, а выход электрически связан со вторым светоизлучателем k, оптически связанным со вторым фоторезистором 6, резистор 12 обратной связи, источник 13 опорного напряжения. Аналоговое множительное устройство работает следующим образом. При появлении на первом входе устройства входного сигнала X (первого сомножителя) сигнал с выхода усилителя 1, поступает на светоизлучатель 3, который засвечивает фоторезистор 5 и изменяет его сопротивление обратно пропорционально входному сигналу X, причем величина сопротивления фоторезистора 5 (Rg-) связана с величиной масштабного резистора 2 (RO) с величиной опорного напряжения и величиной входного сигнала X следующим соотношением on-Pj с. диагонали моста, составленного из резисторов 7 и 8 и фоторезисторов 5 и 6 и запитанного переменным напряжением U , сигнал рассогласования подается на третий операционный усилитель 11, с выхода которого напряжение, пропорциональное величине рассогласования сопротивлений фоторезисторов 5 и 6 и зависящее от разности фаз потенциалов в точках А и В, подается на светоизлучатель k, засвечивающий фоторезистор 6. Когда потенциал точки В будет равен потенциалу точки А, сопротивление фоторезистора 6 (Rg) станет пропорциональным величине сопротивления фоторезистора 5 (Rj) «6 К Rf. где коэффициент К определяется несимметрией моста, состоящего из резисторов 5 8, и равен единице при равенстве сопротивлений резисторов 7 8. При.подаче входного сигнала У на выходе второго операционного усилителя 10 появляется сигнал, равный KR-aUon и пропорциональный произведению вход ных сигналов X и У. Точность и температурная стабильность аналогового множительного устройства определяются только точностью и температурной стабильностью операционных усилителей и постоянны резисторов 2, 7 8, 12 высокого качества. Поэтому точность и температурная стабильность предлагаемого устройства будут значительно выше по сравнению с известными. Формула изобретения Аналоговое множительное устройство, содержащее первый и второй операционные усилители, два фоторезистора, первый светоиэлучат ель Jмасштабный резистор и резистор обратной связи, первым вывод масштабного резистора является входом первого сом ножителя устройства, второй вывод масштабного резистора подключен к первому выводу первого фоторезистсфа второй вывод которого подключен к ис точнику опорного напряжения, первый светоизлучатель оптически связан с первым фоторезистором, инвертирующий вход второго операционного усилителя подключен к первому выводу второго фоторезистора и через резистор обратной связи - к выходу вто|эого операционного усилителя, который является выходом устройства, второй вывод вто-; рого фоторезистора является входом второго сомножителя устройства, о тли чающееся тем, что, с целью повышения точности и температурной стабильности, в него введены второй светоизлучатель, два токозадающих резистора, третий операционный усилитель и источник переменного напряжения питания, выход которого подключен к первым выводам первого и второго токозадающих резисторов, вторые выводы токозадающих резисторов подключены соответственно йо вторым выводам первого и второго фоторезисторов и соответственно к первому и второму входам третьего операционно-го усилителя, выход которого электричесю связан со вторым светоизлучателем, второй фоторезистор оптически связан со вторым светоизлучателем, инвертирующий вход первого операционного усилителя подключен ко второму выводу масштабного рез истора, неинвертирующий вход - к шине нулевого потенциала, а выход первого операционного усилителя электрически связан с первым светоизлучателем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свитедельство СССР К 1 68266, кл. G 06 G 9/00, 1973. 2.Шило. В.Л. ЛинeйfR le интегральные схемы. М., Советское радио, 1979, с. 18, рис, .21д (прототип).

t

4

12