Устройство для перемножения напряжений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМНОЖЕНИЯ ВАПРЯЖЕНИЙ, содержащее первый и второй токозадающие транзисторы п-р-п типа; -элемент с регулируемым сопротивлением , выполненный в виде первого управляемого полевого транзистора , исток которого соединен с шиной нулевого потенциала, а сток является выходом устройства и подключен к коллектору первого токозадающего транзистора, эмиттер которого являет ся входом первого сигнала - сомножителя , а база соединена с первым выводом токоограничивающего резистора, база второго токозадающего транзистора соединена с первым выводом второго токоограничительного резистора, а коллектор соединен с первым выводом первого масштабирующего резистора, отличающееся тем, что,с целью повышения точности перемножения , в него введены дополнительный элемент с регулируемым сопротивлением , выполненный в виде второго управляемого полевого транзистора, первый и второй операционные усилители , второй, третий и четвертый масштабирующие резисторы, причем вторые выводы первого и второго токоограничительных резисторов, неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей и исток второго управляемого полевого транзистора подключены к шине нулевого потенциала , а затвор первого управляемого полевого транзистора, сток которого соединен с коллектором второго токо-задающего транзистора, эмиттер которого подключен к отрицательной шине щ питания/ второй вывод первого масшта (Л бирующего резистора подключен к инвертирукяцему входу первого операционного усилителя, выход которого через второй масштабирующий резистор соединен с iинвертирующим; входом вто-S рого операционного усилителя, выход которого подключен к затвору второго управляемого полевого транзистора, х между инвертирующим входом и выходом первого операционного усилителя сд включен третий масштабирующий резистор , к инвертирующему входу второго операционного усилителя подключен со первый вывод четвертого масштабирующего резистора, второй вывод которого является входом второго сигналасомножителя .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИН (19) (11) 3(59 G G 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV (:ВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИьм» »»1»:. ;.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3567219/18-24 (22) 25.03 ° 83 (46 ) 30 ° 05. 84. Бюл. Р 20 (72 ) И. П. Савлевич, С. В. Кольцов, A.A.Ðûâêèí и Г.A.ßêèìåíêo (71) Могилевский машиностроительный институт (53 } 681. 335(088. 8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР м 634299, кл. G 06 G 7/16, 1977 °

2. Авторское свидетельство. СССР по заявке le 3416220/18-24, кл. G 06 G 7/16, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМНОЖЕНИЯ

НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее первый и второй токозадающие транзисторы и-р-n типа; элемент с регулируемым сопротивлением, выполненный в виде первого управляемого полевого транзистора, исток которого соединен с шиной нулевого потенциала, а сток является выходом устройства и подключен к коллектору первого токозадакщего транзистора, эмиттер которого являеъ ся входом первого сигнала — сомножителя, а база соединена с первым выводом токоограничивающего резистора, база второго токозадающего транзистора соединена с первым выводом второго токоограничительного резистора, а коллектор соединен с первым выводом первого масшт бирующего резистора, отличающее с ятем, что, с целью повышения точности перемножения, в него введены дополнительный элемент с регулируемым сойротивлением, выполненный в виде второго уп- равляемого полевого транзистора, первый и второй операционные усилители, второй, третий и четвертый масштабирующие резисторы, причем вто рые выводы первого и второго токоограничительных резисторов, неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей и исток второго управляемого полевого транзистора подключены к шине нулевого потенциала, а затвор первого управляемого полевого транзистора, сток которого соединен с коллектором второго токо-. задающего транзистора, эмиттер которого подключен к отрицательной шине Я питания, второй вывод первого масшт бирующего резистора подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, выход которого че рез второй масштабирующий резистор соединен с инвертирующим; входом вто.Я рого операционного усилителя, выход которого подключен к затвору второго управляемого полевого транзистора, между инвертирующим входом и выходом первого операционного усилителя включен третий масштабирующий резистор, к инвертирукщему входу второго операционного усилителя подключен первый вывод четвертого масштабирующего резистора, второй вывод которого является входом второго сигнала сомножителя.

1095197

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известно устройство для умножения напряжений, содержащее усилительный блок, неинвертирукиций вход которого через основной элемент с управляемой проводимостью соединен с первым выходом усилительного блока, инвертирующий вход которого подключен к первому выходу устройства, вход парафаз" ного усилителя подключен к первому источнику напряжения-сомножителя, фазораспределительный элемент, дополнительные элементы с управляемой про-35 водимостью на полевых транзисторах, усилительный блок, неинвертирующий вход которого через дополнительный элемент с управляемой проводимостью соединен с первым выходом парафазного;у усилителя (1) .

Недостатками известного устройства для перемножения напряжений являются многоэлементность и малая точность.

Наиболее близким к предложенному

° является известное устройство для пе ремножения напряжений, содержащее токозадающий транзистор и-р-и типа, управляемый полевой транзистор, затвор которого является входом первого сигнала-сомножителя, дополнительный токозадающий транзистор р-з-р типа, первый, второй и третий токоограничйтельные резисторы, первые выводы первого и второго токоограничительных резисторов и эмиттер токозадающего транзистора объединены и являются входом второго сигнала-сомно; жителя, вторые выводы первого и второго токоограничительных резисторов соединены соответственно с базой и 40 коллектором дополнительного токозадающего транзистора, эмиттер которого соединен с шиной нулевого потенциала и истоком управляемого полевого транзистора, сток которого явля- 45 ется выходом устройства и подключен к коллектору токозадающего транзистора, база которого через третий токограничительный резистор соединена с вторым выводом второго токоограничи- 50 тельного резистора (2) .

Недостатком этого устройства является низкая точность перемножения.

Цель изобретения - повышение точности перемножения. 55

Цель достигается тем, что в устройство для перемножения напряжений, содержащее первый и второй токозадающие транзисторы и-р. вЂ,n типа, элемент с регулируемыч сопротивлением, выполненным в виде первого управляемого полевого транзистора, исток которого соединен с шиной нулевого потенциала, а сток является выходом устройства и подключен к коллектору первого токоэадающего транзистора, 65 эмиттер которого является входом первого сигнала-сомножителя, а база,соединена с первым выводом первого токоограничительного резистора, база второго токозадающего транзистора соединена с первым выводом второго токоограничительного резистора, а коллектор соединен с первым выводом церво"

ro масштабирующего резистора, введены дополнительный элемент с регулируемым сопротивлением, выполненным в виде второго управляемого полевого транзистора, первый и второй операционные усилители, второй, третий и четвертый масштабирующие резисторы, причем вторые выводы первого и второ; го токоограничительных резисторов, неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей и исток второго управляемого полевого транзистора подключены к шине нулевого потенциала, а затвор первого управляемого полевого транзистора соединен с затвором второго управляемого полевого транзистора, сток которого соединен с коллектором второго токозадающего транзистора, эмиттер которого подключен к отрицательной шине питания, второй вывод первого масштабирующего резистора подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, выход которого через второй масштабирующий резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, выход которого подключен к затвору второго управляемого полевого транзистора, между инвертирующим входом и выходом первого операционного усилителя вклю-. чен третий масштабирующий резистор, . к инвертирующему входу второго операционного усилителя подключен первый вывод четвертого масштабирующего резистора, второй вывод которого является входом второго сигнала-сомножителя.

На чертеже изображена функциональгная схема предложенного устройства для перемножения напряжений где обоз; начены первый токозадающий транзистор 1, первый управляемый полевой . транзистор 2, первый и второй операционные усилители 3 и.4, второй токозадающий транзистор 5, первый токоограничительный резистор б, второй полевой управляемый транзистор 7, первый и второй масштабирующие резисторы 8 и 9, второй токоограничнтельный резистор 10, третий масштабирующий резистор 11, вход первого сигнала-сомножителя 12, четвертый масштабирующий резистор 13, вход второго сигнала-сомножителя 14, выход 15 устройства, отрицательная шина питания 1б, шина нулевого потенциала 17.

Устройство для перемножения напряжений работает следующим образом.

1095197

О эх бх

4.— Кз

ВНИИПК Заказ 3600/32 Тираж 699 Подписное

° м

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проеткная,4

Первое напряжение-сомножитель поступает с входа 12 на эмиттер первого токозадающего транзистора 1, ток базы которого пропорционален величине первого сигнала-сомножителя. Коллекторный ток первого токозадающего 5 транзистора 1 определяется усиленным током базы и протекает в цепи первого. управляемого полевого транзистора 2.

Падение напряжения на нем равно произведению величины сопротивления его ,канала на ток через канал, т.е. пропорционально первому напряжению,сомножителю. Величина сопротивления канала первого управляемого полево=

ro транзистора 2 равна: 15

R2к2(0,дцЪ) где К (0 ) — коэффициент нелинейности регулировочной характеристики полевого транзистора;

Up — напряжение на затворе.

Падение напряжения на втором управляемом полевом транзисторе 7 равно произведению величины сопротивле- 25 ния канала на ток через канал.

Второй операционный усилитель 4 не потребляет ток по входу вследствие большого коэффициента усиления и высокого входного сопротивления, т.е. в установившемся режиме ток через четвертый масштабирующий резистор 13, пропорциональный второму. напряжению-сомножителю с входа 14, должен быть уравновешен сигналом обратной связи. Сигнал обратной связи снимается со стока второго управляемого полевого транзистора 7, инвертируется и усиливается первым операционным усилителем 3. Напряжение на затворах первого и второго управ- 4О ляемых полевых транзисторах 2 и 7 пропорционально величине второго нап. ряжения-сомножителя с входа 14.

При подборе параметров первого и второго токозадающих полевых тран. зисторов 1 и 5, первого и второго управляемых полевых транзисторов 2 и 7, а также при условии равенства сопротивлений первого и второго токоограничительных резисторов 6 и 10 и второго и четвертого масштабирующих резисторов 9 и 13 напряжение на стоке первого управляемого полевого транзистора равно:

t где tf z,, 0 - первое и второе напряжения-сомножителиу

E - величина напряжения на отрицательной шине питания 16р

Из выражения (2) следует, что напряжение на выходе 15 пропорционально произведению первого и второго напряжений-сомножителей.

По сравнению с устройством-прототипом предложенное устройство для перемножения напряжений обладает более высокой точностью перемножения, достигаемой за счет линеаризации характеристики олевого транзистора следящей системой.