Функциональный элемент
Оц 476572
0 П И C.À-Н -И Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.03.73 (21) 1896547/18-24 (51) М. Кл. G 06g 7/26 с присоединением заявки №
Государственный комитет
Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 05.07.75. Бюллетень № 25
Дата опубликования описания 11.03.76 (53) УДК 681.335(088.8) (72) Авторы изобретения Р. Лезер, M, M, Пржисмендо, В. Е. Прокофьев и О. Н. Суетин (71) Заявитель Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
1
Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано при построении сеточных электроинтеграторов для решения задач теории поля, в аналоговых вычислительных машинах широкого назначения для выполнения различных алгебраических операций, в адаптивных системах, в системах управления с переменными параметрами и др.
Известен функциональный элемент, содержащий резисторы, два усилителя, два полевых транзистора. К выходу одного усилителя подключены через соответствующие резисторы затворы двух полевых транзисторов, а вход этого усилителя соединен с истоком первого полевого транзистора и через первый резистор с входным зажимом устройства.
Цель изобретения — повышение точности и надежности работы элемента, а также расширение области его применения.
С этой целью в него введен дополнительный полевой транзистор, затвор которого подключен к выходу второго усилителя, один из входов которого подключен ко второму входу элемента и к истоку дополнительного полевого транзистора и через резистор к шине нулевого потенциала. Второй вход усилителя через третий резистор подключен к стоку дополнительного полевого транзистора, к третьему входу элемента и к стоку второго полевого транзистора, исток которого соединен с шиной нулевого потенциала.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема функционального эле5 мента.
Элемент содержит операционные усилители
1, 2, полевые транзисторы 3, 4, входной резистор 5, высокоомные резисторы 6, входные зажимы 7 — 10, дополнительный полевой транзи10 стор 11 и резисторы 12, 13.
Операционный усилитель 1 с полевыми транзисторами 3, 4 и резисторами 5, 6 представляет собой компенсационную схему преобразования напряжения U, подаваемого на
15 входной зажим 7, в проводимость g> канала полевого транзистора 4. Полевые транзисторы 3, 4 управляются одним выходным напряжением усилителя, поэтому при равенстве их пороговых напряжений проводимость равна
К U ()
2 2 2 где К1 и Кз — постоянные коэффициенты, характеризующие свойства полевых транзисторов 3 и 4 соответственно;
U(и Уз — прикладываемые к входным зажимам 7 и 8 противоположные по знаку управляющие напряжения;
476572
) ) — R2 R3 ß1)
1 (2) U — рабочее напряжение, прикладываемое к входному зажиму 9;
1 — ток, проходящий по дополнительному полевому транзистору 11;
14иРэ — сопротивления резисторов 12 и
13 соответственно.
С учетом выражения (1) выражение (2) можно записать так:
K1 Ra R2
Ка R1 Ua где (3) Функциональный элемент является универсальным, поскольку может быть использован в качестве: а) линейного управляемого напряжением U> сопротивления =С,U„ где
С,=
Ка
R R 1 — = const при U, = const;
R1 112 б) линейной управляемой напряжением U проводимости
ga Сг Уа) где
С =..
2 К
= const при U, =- const; а з. в) линейного сопротивления с вольт-амперной характеристикой вида
1= С,ф У, г-де
С, = при U, = const, з R2
2 (в этом случае между собой соединяются входные зажимы 7 и 10);
R1 — сопротивление входного резистора 5.
Полевые транзисторы 3, 4 работают в омической области и используются в схеме в качестве линейной управляемой проводимости.
Для линеаризации их стоковых характеристик включены высокоомные резисторы 6, благодаря чему на затвор каждого из этих транзисторов помимо сигнала управления подается половина напряжения стока.
Операционный усилитель 2 с дополнительным полевым транзистором 11 и резисторами
12, 13 представляет собой компенсационное управляемое сопротивление, рабочие параметры которого определяются свойствами дополнительного полевого транзистора 11. Сопротивление канала этого транзистора является выходной величиной функционального элемента и равно г) нелинейного сопротивления с вольт-амперной характеристикой вида
I= С,U, где
С4—
К2 1 1 при U, = const
К1 ) 2 R3 Ц
I=С,U, где
С КВЛ1 У
В )
К1 Ra Ra U1 б) получения обратно пропорциональной зависимости
1=:С, U, K2R1 U U2
В t
К1 Ra Ra где в) извлечения квадратного корня
1= С,УГ г ) умножения двух квадратных корней
1= СДбГ1 y V„
C, = K2Rl
К1- )2 R3 д) деления произведения двух величин на третью величину
35 где
I=C
В 1
45 U1 где С,=
К1 Ra Ra е) возведения в квадрат
1 = C4U2.
Перечисленные операции могут быть произведены как с инвертированием, так и без инвертирования знака управляющих сигналов
U1, Уа, U, поскольку схема работоспособна
55 при перемене полярности входных сигналов.
Число выполняемых алгебраических операций и число входных независимых переменных можно увеличить, если в схеме в качестве резисторов 5 и 12 использовать нелиней50 ные или управляемые сопротивления, подобные рассмотренным. Подключение ко входу усилителя 1 нескольких входных резисторов позволяет проводить все перечисленные операции над переменной U1, представленной в
65 виде алгебраической суммы. Вместо этих ре50 (в этом случае между собой соединяются входные зажимы 8 и 9).
В рассмотренных выражениях коэффициенты С1 — С4 могут быть как положительными, так и отрицательными.
Функциональный элемент может быть использован в качестве решающего блока для выполнения следующих алгебраических операций: а) масштабного преобразования напряжения в ток
476572 (0
Составитель В. Прокофьев
Техред М. Семенов
Редактор Л. Утехина
Корректор Т. Фисенко
Заказ 122/3 Изд. № 934 Тираж 679 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 зисторов в общем случае можно использовать нелинейные или управляемые сопротивления, в частности в виде предлагаемого элемента со всеми расширениями.
Предмет изобретения
Функциональный элемент, содержащий резисторы, два усилителя, два полевых транзистора, к выходу одного усилителя подключены через соответствующие резисторы затворы двух полевых транзисторов, а вход усилителя соединен с . истоком первого полевого транзистора и через первый резистор с первым входом элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы элемента, в него введен дополнительный полевой транзистор, затвор которого подключен к выходу второго усилителя, один вход которого подключен к второму входу элемента и к истоку дополнительного полевого транзистора и через второй резистор — к шине нулевого потенциала, а второй вход усилителя через третий резистор подключен к стоку дополнительного полевого транзистора, к третьему входу элемента и к стоку второго полевого транзистора.
