Устройство для возведения в степень
Изобретение относится, к измерительной и аналоговой вычислительной технике и является дополнительным к изобретению по авт.св. № 1105904. Целью изобретения является повьппение точности. Устройство содержит два полевых транзистора 1 и 2, корректирующий резистор 3, масштабные резисторы 4,5, ограничительный резистор 6 и операционный усилитель 7. Наличие второго полевого транзистора позволяет исключить влияние на точность колебаний температуры окружающей среды и расширить функциональные возможности за счет расширения диапазона значений коэффициента преобразования , 1 ил. сл ОС о 00 сл 14)
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 06 С 7/20
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
l1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
K А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1105904 (21) 4031849/24-, 24 (22) 21.01,86 (46) 15.05.87. Бюл.9 18 (71) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники СО
АН СССР и Вычислительный центр СО
АН СССР (72) С.А.Ефимов (53) 681 .3(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР к- 1105904, кл. С 06 G 7/20, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В
СТЕПЕНЬ (57) Изобретение относится.к измерительной и аналоговой вычислительной технике и является дополнительным к изобретению по авт.св, Ф 1105904.
Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит два полевых транзистора 1 и 2 ° корректирующий резистор 3, масштабные резисторы 4,5, ограничительный резистор 6 и операционный усилитель 7.
Наличие второго полевого транзистора позволяет исключить влиянне на точность колебаний температуры окружающей среды и расширить функциональные возможности за счет расширения @ . диапазона значений коэффициента преобразования. 1 ил.
25 (4) где 0 „
0Вх напряжение на выходе операционного усилителя; напряжение на входе устройства; проводимость канала полевого транзистора 1;. 1 13108
Изобретение относится к измерительной и аналоговой. вычислительной технике, предназначено для возведения .в степень электрических сигналов и является дополнительным к авт. св. Р 1105904.
Цель изобретейия — повышение точности.
На чертеже приведена функциональная схема устройства для возведения 1О в степень.
Устройство содержит первый 1 и . второй 2 полевые транзисторы, корректирующий резистор 3, два масштабных резистора 4 и 5, ограничительный резистор 6 ° операционный усилитель
7.
Устройство для возведения в степень работает следующим образом, Проводимость канала полевого 20 транзистора равна
G = G - ---G + - ---С
03 и 1 0еи
"о ю (1) о 0 где Go - проводимость открытого канала;
U9 - напряжение затвор-исток;
U — напряжение отсечки;
UoÄ - напряжение сток-исток.
Для полевого транзистора с объединенными затвором и стоком Uz
0 „, а если объединены затвор и, сток, то 0 х„ = О. Тогда проводимость канала полевого транзистора 1 равна
Сo — 2 0
35 где Go„- проводимость открытого канала;
0o> - напряжение отсечки;
0 „„ - напряжение сток-исток.
Знак плюс в выражении (2) соответ- 4О ствует U > = О, а минус — 0 „U p„, Для полевого транзистора 2 соответственно
1 Ucw со о2 (3) 45
Работа принципиальной схемы устройства для возведения в степень описывается формулой (для идеального операционного усилителя)
1 626 В+646 s-(G <+6 ))Ga
Оеар" G G +G
5 6
51 сг
- проводимость канала полевого транзистора 2;
3 4
6,6В
" проводимость резисторов
3,4,5 ° 6 соответственно.
Учитывая, что
U -------U
Сх1 G + G
5 6
6В
= ----"--U
Ги1 G + G И
6 (6) и подставляя выражения (3), (5), (6) в (4), получаем
Gsк G о20 вк
G4(G e+6 В1 (2)Ge.+6 0 о2
2 (Gg+Ge i Uo ) (7) где Q = (6,2- 64)с,-(с„+сз)с
В формуле (7) величина Q определяет значение линейных членов в выходном сигнале устройства для возведения в квадрат. Подбором резисторов легко обеспечить Q = О, тогда
Go2 + G4 Ge (9)
С, +сз
Равенство (9) позволяет добиться исключения линейных членов в выходном сигнале устройства, что обеспечивает работу схемы в режиме квадратора. Отклонение от равенства (9) . приводит к появлению линейных членов в выходном сигнале и схема вместе с нелинейной функцией возведения в квадрат выполняет линейную функцию, т.е. работает в режиме усилителя.
Причиной отклонения от равенства (9) может быть изменение температуры окружающей среды, при котором происходит изменение проводимости каналов полевых транзисторов. (8) Из выражения (12) вытекает условие термостабильности схемы (13) ог (ю)6 у G о1(То)6 В
Подставляя (13) в (9), получим условие квадратичного преобразования
С„(TO+AT)«Gpz (То)+а Goz(To)AT (1О)
Со (То+4Т)-"G o (To) G о (То ) аТ (11)
Подставляя (10), (11) в выражение (8), получаем
ССог (To)+GejG++26oz (То )»=CG о1 (To)+
+ сзЗ+ C 6В+ 6.(то) ат (12) 1310851
60165 f 65 +G 6 3 2 2
26а L6s+6a у "o "m J
Составитель Н,Фирсов
Редактор Н.Горват Техред M.Õîäàíè÷ Корректор М.Пожо
Заказ 1894/47 Тираж 673 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
G% Goy (14)
63 6е
Таким образом, обеспечив соотношение параметров в схеме в соответствии с выражениями (13) и (14), получим высокую точность квадратичного преобразования и отсутствие дополнительной погрешности, обусловленной изменениями температуры.
На выходе устройства для возведе- 10 ния в квадрат будет напряжение, пропорциональное квадрату входного сиг- . нала. (15) где К„ — коэффициент преобразования;
GozGs 4 Gs 6 и !1
К ы» е» (16)
261(6к+бь)ß (Uoz 0 J 20
Анализ выражения (16) показывает, что коэффициент преобразования пред- лагаемого устройства можно изменять в широких пределах, изменяя параметры элементов схемы. Коэффициент пре- 2 образования может быть как больше единицы, так и меньше.
Четыре комбинации знаков соответствуют четырем вариантам подключения затворов полевых транзисторов.
Предлагаемая схема позволяет возводить в квадрат как сигналы поло- жительной полярности, так и сигналы отрицательной полярности.
Благодаря применению в схеме предлагаемого устройства корректирующего резистора и второго полевого транзистора, исключается дополнительная погрешность, обусловленная изменением температуры окружающей среды и расширяется функциональная возможность устройства за счет расширения пределов регулирования коэффициента преобразования.
Формула изобретения
Устройство для возведения в степень по авт.св. N 1105904 ° о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен второй нелинейный элемент, выполненный на полевом транзисторе, сток которого подключен к информационному входу устройства, а исток и затвор подключены к инвертирующему входу операционного усилителя.
