Перемножитель аналоговых сигналов

 

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Перемножитель аналоговых сигналов содержит первый операционный усилитель , к инвертирующему входу которого подключены выводы первого и второго масштабных резисторов и вывод первого элемента с управляемой проводимостью/ второй операционный усилитель с третьим и четвертым масштабными резисторами, вьтолняющий функции преобразователя напряжения первого сигнала - сомножителя в ток и выход которого через второй элё мент с управляемой проводимостью подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, который совместно с пятым и шестым масштабными резисторами выполняет функцию-инвертора, управляющие входы первой и второй управляемых проводимостей соединены с выходом первого операционного усилителя, вьтолняющего функцшо усилителя разбаланса. Перемножитель характеризуется повышенной точностью работы. 1 ил. СП с Jib N9 QD 1C

ССНОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5l)4 G 06 G 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВСЕ".f!

13,"

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ анаис».., -.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3841!61/24-24 (22) 10.01.85 (46) 07.07.86. Бюл. Р 25 (71) Ордена Ленина институт проблем улравления (72) В.С.Попов, Ю.В.Каширин, Е.B.!Uóмаров, В.В.Беккер и Б.Н.Гитерман (53) 681. 335 (088. 8) (56) Тимонтеев В.Н. и др. Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре. 11., Радио и связь, 1982, с. 18, рис. 1.10.

Авторское свидетельство СССР

9 951158, кл. G 01 R 19/02, 1980. (54) ПЕРЕИНОЖИТЕЛЬ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Перемножитель аналоговых сигналов содержит первый операционный усили„„SU 3242 2 А1 тель, к инвертирующему входу которого подключены выводы первого и второго масштабных резисторов и вывод первого элемента с управляемой проводимостью, второй операционный усилитель с третьим и четвертым масштабными резисторами, выполняющий функции преобразователя напряжения первого сигнала — сомножителя в ток и выход которого через второй эле". мент с управляемой проводимостью подключен к инвертирующему входу

- третьего операционного усилителя, который совместно с пятым и шестым масштабными резисторами выполняет функцию инвертора, управляющие входы первой и второй управляемых проводимостей соединены с выходом первого операционного усилителя, выполняющего функцию усилителя разбаланса.

Перемножитель характеризуется повышенной точностью работы. 1 ил.

1242992

Изобретение относится к электрическим вычислителы>ым устройствам. и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Целью изобретения является повы- 5 шепне точности.

На чертеже изображена функциональная схема перемножителя аналоговых сигналов.

Схема содержит первый операционный усилитель 1, первый 2 и второй 3 масштабные резисторы, источник 4 опорного напряжения положительной полярности, первый 5 и второй 6 эле1менты с управляемой проводимостью, третий 7, четвертый 8, пятый 9 и шестой 10 масштабные резисторы, второй

11 и третий. 1? операционные усилители Вход нерього сигнала сомножи тели 13, вход второго сигнала-сомножителя 14, шину 15 пулевого потенциала, выход 16 перемножптеля, первый полевой транзистор 17, первый 18 и второй 19 резисторы смещения, второй полевой транзистор 20, третий 21 и че I èå1>òûé 2? резисторы cl18>1,ения, исто 1>1>JK 23 опорного напряжения отрицатепьной полярности.

Перемно>китель аналоговых сигналов работает следующим образом.

Элементы 5 и 6 с управляемой проводимостью выполнены на перв".>м

17 и втором 18 полевых транзисторах с соответствующими первым, вторым, третьим и четвертым резисторами сме- 35 щения 18 — 22.

Па входы 13 и 14 поступают подлежащие перемпо:кению напряжения первого и второго сигналов-сомножителей U н U>, ко" îðûå могут быть как перемен- 11> ными, так и постоянными.

Под действием выходного напряжения первого операционного усилителя про— видимости каналов идентичных первого и DTopoI полевых транзисторов 17

45 и 20 изменяются так, чтобы сохранить напряжение на инвертнрующем входе первого операционного усилителя 1 близким к нулю, т.е. компенсировать приращение напряжения на входе первого операционного усилителя за счет тока, протекающего через второй масштабный резистор 3 и пропорционального входному напря>кению Ух, путем изменения тока, протекающего через капал первого полевого транзистора 17. учитывая, что сумма токов, поступающих на ннвертирующий вход первого

Uõ 0>

+ — =- U G

Г3 R где R и R >, — сопротивления первого и второго масштабных резисторов 2 и 3;

U4 и U — напряжения положительной и отрицательной полярности источников

4 и 23;

G — проводимость канала первого нолевого транзистора 17.

Из выражения (1) следует, что

14

Г =- ----- + -- - > 5 30>. (2) Через канал второго полевого транзистора 20 и пятый масштабный резистор 9 протекают токи i u 1 оответственно равные:

Rg

09

9 э

7 (3) где R è R 8 — сопротивления третьего и четвертого мас— штабных резисторов 7 и 8;

G — проводимость канала второго полевого транзистора 20. з

- 2. Б „ (4) где Rg, — сопротивление пятого масштабного резистора 9.

В силу идентичности первого и второго полевых транзисторов 17 и 20 проводимости их каналов равны, т.е.

G, =-С „ следовательно, подставив гыражение (2) в (3),,получим:

° . 1- х11>R9 Охи

1„ (5)

11»-14ъ 1 7 Rs !!гав R7

С помощью третьего операционнаго усилителя 12 с шестым масштабным резистором 10 в цепи параллельной отри. цательной обратной связи су>ма то-, ков >.„ и i> преобразуется в напряжение перемножителя на выходе 16, равное: операционного усилителя 1, равна нулю, связь проводимости Канала первого полевого транзистора 17 с напряжением с входа 14 можно определить из следующего выражения:. 1242992

Цх 4 1 1 ?о 4 Ь Ь< бых R2U23 R 7 R8U23 RT

"ч «о

При выполнении равенства

1 -9

ПУ. 8

В.,Б Rg (7) 1О получим

RsRqo

= U„U

b tx " 1?, U ?>„

Таким образом, выходное напряже- 15 пие перемножителя пропорционально произведению напряжений с нходон

13 и 14.

Для нормальной работы в" îðîãî но†левого транзистора 20 его канал дол- 2п жен быть подключен к источнику с малым выходным сопротивлением, в,ачестне которого служит второи операционный усилитель 11.

Следует принять малым выходное со.противление источника первого сигна45 ла-сомножителя с входа 13. Тогда приведенная погрешность, обуслонленпая напряжением смещения второго операционного усилителя Il, равна

UeI?

Г г

1??а1?

9Н (9) где Uq — напряжение смещения;

У,1„ — номинальное 1?апряжение сигнала-сомножителя с входа 13>

Напряжение смещения,второго операционного усилит? JIJI 1 1 ность в работу переиножителя.

Влия??ием входнь?х токов этого уси— лителя можно пренебречь, выбран мини30 мально допуст??мое сопротивление четвертого масштабного резистора С и используя операционный усилитель с полевыми транзисторами на входе, т.е. с малыми нходпыми токами. 3 качестве З5 третьего операционного усилителя 12 также необходимо использовать усилитель с полевыми транзисторами на входе для уменьшения составляющей . погрешности, обусловленной входным током его неинвертирующего входа.

Формула изобретения

Пере?шожитель аналоговых сигналов, содержащий первый, второй и третий операционные усилители, к инвертирующему входу первого операционного уcHJIHTeJIJ? подключены перные выводы первого и второго масштабных резисторов, ныход источника опорного напряжения положительной полярности соединен с нторым выводом первого масштабного резистора, выход источника опорного напряжения отрицательной полярности через первый элемент с управляемой проводимостью соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, к инвертирующему нходу второго операционного усилителя подключены первые выводы третьего и четвертого масштабных резисторов, нторой вывод третьего масштабного резистора является входом первого сигнала — сомножителя пере.множптеля, второй вывод четвертого масштабного резистора соединен с выходом второго операционного усилителя, к ннвертирующему входу третьего операционного усилителя подключе??ы первые выгоды пятого и шестого масштабных резисторов и первый вывод второго элемента с управляемой провод??мостью, выход третьего операционного усилителя соединен с вторым нынодо?1 шестого масштабного резистора и я;? выходом перемножителя, выход первого операционного усилителя подключен к управляющим входам первого и второго элементов с управляемой пронод11?10 стью, 0 т л «1 1 G ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точ— ности, иннертирующий вход третьего, операционного усилителя соединен с нцзертирующ??м входом второго опера ццош?ого усилителя, выход которого подключен к второму выводу вто— рого элемента с управляемой проводимостью, второй нынод пятого масштабного резистора соединен с вторым выводом третьего масп?табного резистора, второй нынод второго масштабного резистора является входом второго сигнала — со????ожптеля перемножителя, 1?еш?нертирую11???е входы первого и второ.ro onepal;Honllrrx усилителей соединены с шиной пулевого потепциала.

1242992

Составитель 0.0траднов

Техред И.Гайдош Корректор,E..Сирохман

Редактор А.Шандор

Заказ 3708/50 Тираж 671, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная„ 4