Множительно-делительное устройство

 

Сущность изобретения: устройство содержит операционный усилитель 2, полевой транзистор 1, два масштабных резистора 3, 4, три переключателя 6-8, генератор 5 импульсов , два блока выборки-хранения 9, 10, два одновибратрра 11, 12, элемент НЕ 13. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<и)5 G 06 G 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4903275/24 (22) 18.01.91 (46) 30.01,93. Бюл. KL 4 (71) Таганрогский научно-исследовательский институт связи (72) И.Г.Дорух (56) Патент США N- 3675003, кл. 235-196, 1972.

Авторское свидетельство Рв 1176347, кл. G 06 G 7/16, 1984.

„„Я „„1791824 А1 (54) МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТ. РОЙСТ80 (57) Сущность изобретения: устройство содержит операционный усилитель 2, полевой транзистор 1, два масштабных резистора 3, 4, три переключателя 6 — 8, генератор 5 импульсов, два блока выборки-хранения 9, 10, два одновибратора 11, 12 ° элемент НЕ 13.

2 ил.

1791824

10

U Õ

61

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известно делительное устройство, содержащее полевые транзисторы, операционные усилители и масштабные резисторы.

Недостатком этого устройства явля ются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что оно не позволяет реализовать операцию умножения, Недостатком этого устройства является относительно низкая точность, обусловленная погрешностью из-за неидентичности полевых транзисторов.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Множительно-делительное устройство содержит полевой транзистор 1, операционный усилитель 2, масштабные резисторы

3 и 4, генератор импульсов 5, переключатели 6-8, блоки 9 и 10 выборки-хранения, одновибраторы 11 и 12, элемент НЕ 13, входные шины 14 — 16 и выходную шину 17.

Сток полевого транзистора 1 соединен с

: выходом переключателя 6, затвор — с выходом переключателя 7, а исток — c выходом переключателя 8 и инвертирующим входом усилителя 2, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход — с первым выводом резистора 4, информационными входами блоков 9 и 10 и первым информационным входом переключателя 7.

Выход генератора 5 соединен непосредственно с управляющими входами переключателей 6 — 8 и с входом одновибратора 11, а через элемент 13 — с входом одновибратора

12. Выходы одновибраторов 11 и 12 соединены с управляющими входами блоков 9 и

10 соответственно, соединенных своими выходами соответственно с вторым информационным входом переключателя 7 и шиной 17. Первый и второй информационные входы переключателя 6 соединены с шинами

14 и 15 соответственно. Резистор 3 включен между шиной 16 и первым информационным входом переключателя 8, второй информационный вход которого соединен с вторым выводом резистора 4, Множительно-делительное устройство работает следующим образом.

На шину 14 поступает сигнал — делитель

Z положительной полярности, а на шины 15 и 16 — сигналы — сомножители Х произвольной полярности и Y отрицательной полярности.

Генератор 5 формирует прямоугольные импульсы со скважностью два и с уровнем, 20

55 соответствующим логической "1" (фиг. 2а).

Импульсы с выхода генератора 5 поступают на управляющие входы переключателей 68 и на вход одновибратора 11 непосредственно, а на вход одновибратора 12 — через элемент НЕ 13, Одновибраторы 11 и 12 по передним фронтам поступающих на их входы импульсов формируют импульсы управления, амплитуда и длительность которых достаточны для запоминания в блоках 9 и 10 сигналов, поступающих на их информационные входы, Импульсы с выхода одновибратора 11 (фиг. 2б) поступают на управляющий вход блока 9, а импульсы с выхода одновибратора 12 (фиг..2в) — на управляющий вход блока 10, Во время действия импульсов генератора 5 переключатели 6 — 8 находятся в состоянии, изображенном на чертеже, .сток полевого транзистора 1 подключается к шине 14, затвор — к выходу операционного усилителя 2, а исток через резистор 3 — к шине

16. Под действием сигнала с выхода усилителя 4 проводимость канала полевого транзистора 1 изменяется до тех пор, пока не уравняются токи через канал полевого транзистора 1 и резистор 3, т.е, до выполнения условия:

ZG1=-YGa, (1) где G> — проводимость канала полевого транзистора 1;

6з — проводимость резистора 3.

Проводимость 61 из уравнения (1) определится

G -=-Оз—

X (2)

Управляющее напряжение с выхода усилителя 2, под действием которого проводимость полевого транзистора 1 принимает значение, соответствующее уравнению 2, запоминается во время действия импульса одновибратора 11 блоком 9 и сохраняется постоянным в гечение.всего промежутка времени между импульсами одновибратора 11.

В паузах между импульсами генератора

5 переключатели 6 — 8 находятся в состоянии, противоположном изображенному на чертеже, сток полевого транзистора 1 подключен к шине 15, затвор — к выходу блока

9, а исток через резистор 4 — к выходу усилителя 2. В эти промежутки времени усилитель 2 совместно с каналом полевого транзистора 1 и резистором 4 образуют масштабирующий узел. На выходе усилителя 2 и на информационном входе блока 10 формируется напряжение О, определяемое равенством

1791824 где G4 — проводимость резистора 4, С учетом уравнения (2) полученное уравнение можно записать в следующем виде: ц ОзХ

G4 Z

Фиг. 2

Составитель И. Дорух

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор

Заказ 152 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Напряжение с выхода усилителя 2 под действием управляющих импульсов одновибратора 12 запоминается блоком 10 и с его выхода поступает на шину 17.

Таким образом, на шине 17 устройства формируется напряжение, прямо пропорциональное сигналам-сомножителям на шинах 15 и 16 и обратно пропорциональное сигналу-делителю на шине 14, т.е, предлагаемое устройство осуществляет операции умножения и деления.

В предлагаемом устройстве, в отличие от прототипа, масштабирование сигнала осуществляется с помощью того же полевого транзистора, что и регулировка коэффициента передачи сигнала. Это исключает присущую прототипу погрешность за счет неидентичности полевых транзисторов, что повышает точность выполнения операции умножения-деления.

Формула изобретения

Множительно-делительное устройство, содержащее операционный усилитель, элемент с управляемым сопротивлением, выполненный на полевом транзисторе, первый и второй масштабные резисторы, один вывод первого масштабного резистора является входом первого сигнала сомножителя устройства, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с источником полевого транзистора, неинвертирующий вход — с общей шиной устройства, а выход — с одним выводом второго масштаб5 ного резистора, от.л ич а ю ще ес я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены с первого по третий переключатели, генератор импульсов, два одновибратора, элемент НЕ и два блока вы10 борки-хранения, выход первого из которых является выходом устройства. выход операционного усилителя соединен с информационными входами блоков выборки-хранения, управляющие входы которых подключены к

15 выходам соответственно первого и второго одновибраторов,. первый и второй информационные входы первого переключателя являются соответственно входом сигнала-делителя и входом второго

20 сигнала-сомножителя устройства, а выход соединен со стоком полевого транзистора, затвор которого соединен с выходом второ. го переключателя, первый и второй информационные входы которого подключены

25 соответственно к информационному входу и выходу второго блока выборки-хранения, исток полевого транзистора соединен с выходом третьего переключателя, первый и второй информационные входы которого

30 соединены с вторыми выводами соответственно первого и второго масштабных резисторов, выход генератора импульсов соединен с управляющими входами переключателей, входом первого одновибратора

35 и через элемент НŠ— с входом второго одновибратора.