Устройство для возведения вквадрат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()842848

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 040479 (21) 2745567/18-24 с присоединением зфявки ¹â€” р )м. к .

С 06 G 7/20

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий,и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.0681.Бюллетень М 24 (53) УДК 681.зз5 (088.8) Дата опубликования описания 3006.81 (72) Автор изобретения

Н М ЕН1 00g, 1 7Р Г.;

С. А, Ефимов (71) Заявитель

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ

Изобретение относится к измерительной и аналоговой вычислительной технике и предназначено для возведения в квадрат электрических сигналов.

Известно устройство возведения в квадрат, использующее нелинейность характеристики. полевого транзистора, которое содержит инверсный каскад, полевые транзисторы, резистор и.последовательно соединенные и кинематически связанные конденсаторы пере.менной емкости, нагрузочный и балансировочный резисторы. для этой схемы . разброс параметрОв является источни- 15 ком погрешности преобразования (11 .

Иэ известных устройств возведения в квадрат наиболее близким к предлагаемому по технической сущности яв- 20 ляется устройство, содержащее источник питания, два полевых транзистора, три резистора и операционный усилитель. Входной сигнал поступает на затворы транзисторов, истоки которых объединены и подключаются по входу преобразователя тока (операционный усилитель и резистор), а стоки через резисторы подключены к источнику питания, 30

Выходной сигнал этого устройства равен

u „,„= R(S„+ .1), где R - сопротивление цепи обратной связи операционного усилителя

1, 3 - токи стока транзистора

1 и 2, соответственно.

Для полевого транзистора справедливо

3 = G (1) о U где 3 — ток стока транзистора;

G — проводимость открытого као нала;

Оо — напряжение отсечки;

U — напряжение затвор-исток.

Если на затворы полевых транзисторов подавать парафазный. сигнал, то Обых= а ("(И М вЂ” < о2 " ) )

jGo1 2. чо2 21 где Go, Uo„ - параметры транзистора 1;

G, Uo2 - параметры транзистора 2;

При точном согласовании транзисторов, т.е. при

Go1 Gym Got Uoo 0д Uo имеем.

6о 2.

2R)oUo+29 „ V3 (2) . о

842848

Недостатками схемы является то, что разброс параметров транзисторов понижает точность преобразования, выходной сигнал имеет постоянную составляющую сложность.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение схемы.

Поставленная цель достигается тем, что вход устройства, содержащего два полевых транзистора, два резистора и операционный усилитель, подключен .. через резисторы ко входам операционного усилителя, к которым подключены стоки прлевых транзисторов, причем затвор первого транзистора подключен к истоку, затвор второго — к.стоку, а истоки заземлены.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства возведения в квадрат.

Устройство содержит полевые тран-, зисторы 1 и 2> резисторы 3 и 4, операционный усилитель 5.

Вход схемы через резистор 3 подключен на суммирующий вход усилителя, а через резистор — на вычитающий вход усилителя. К суммирующему входу усилителя подключен сток транзистора 1, исток и затвор которого заземлены. К вычитающему входу усилителя подключен сток и затвор тран.зистора 2, исток которого завемлен.

Предлагаемая схема работает следующим образом;

При подаче входного напряжения в цепях, состоящих из резистора и полевого транзистора, протекают токи 3., 3 .

)„ †.:ток, протекающий через транзистор 11 .) — ток, протекающий через транзистор 2.

Характеристика полевого транзистора описывается выражением

Э =В u --вв-в!в .— %в

С оси И 0 2 И0 где 3 — ток, протекающиФГчерез

0 канал полевого транзистора;

G — проводимость открытого

0 канала;

U0 — напряжение отсечки;

02И - НанряжеииЕ ЗатвОР-исток;

Мои - напряжение сток-исток, Для транзистора 1 Оъи Ucu тогда

601 И2 = вО "Си — gg си ! ,Для ранзистора 2 U3H = О, тогда в

1 — 2- И ° 3 О2 си 2. 2 U UСи 2

На входы операционного усилителя по!ступает до - - - - — ° (4)

3 3,2.

61 .Gg, где G - проводимость резистора 1;

G - проводимость резистора 2.

На выходе операционного усилителя

".еф)х " к 40 i где К вЂ” коэффициент усиления операционного усилителя.

Используя выражения (2), (3), (4), получаем

25 (коех.

Если подбором резистора 1 или 2

30 обеспечить равенство GCH = 602. (8)

С- G2 то

Я„ и

На выходе получаем напряжение, про-порциональное квадрату входного напряжения.

40 использование полевых транзисторов без согласования по параметрам . выгодно отличает предлагаемую схему возведения в квадрат. Выполнение соотношения (8) ведет к компенсации ли45 нейных членов, что обеспечивает высокую точность преобразования.

В отличие от известного изобретения в выходном напряжении предлагаемой схемы отсутствует постоянная со50 ставляющая, для работы схемы не требуется парафазного сигнала и исключается дополнительная схема питания, что упрощает схему. Кроме того, предлагаемая схема может работать на полевых транзисторах с каналом любого типа, а включение транзисторов по мостовой схеме ведет к уменьшению влияния температурных и временных дрейфов.

Формула изобретения в

Устройство для возведения в квадрат, содержащее два полевых транзис45 тора, два токоэадающих резистора и

5 в, (Ъд2 5 () (йо И2 чому

ЭЬФ j Qg СИ1 Gg CH2 (2 004 СИ 26в2ИО (s)

Учитывая, что для данного включения транзисторов при работе на начальном

1О участке характеристики выполняется соотношение

«суд )

0 2U0Ä - 0

U cu2

15 02(YU ) "2 из которых следует

G1

Оси = 8 +О Овх + а

"вив В "ви.

,+О 02 (7)

Подставляя выражения (6) и (7) в (5) имеем

1 1

"в = г-""sxux 1+ „, c ех

01 С 02

842848

Составитель T. Иванова

Редактор А. Власенко Техред A. Ач Корректор $I. Шароши

Заказ 5105ф6 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, й-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 операционный усилитель, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, сток первого полевого транзистора подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя и через первый токозадающий резистор ко входу устройства, сток второго полевого транзистора подключен к инвертирующему входу операционного усилителя и через второй токозадающий резистор ко входу устройства, затвор первого полевого транзистора соединен .с его стоком, затвор второго - с его истоком, истоки каждого полевого транзистора присоединены к шине нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 416704, кл. G 06 С 7/20, 1972 °

2. Авторское свидетельство СССР

30 9 460548, кл. G 06 G 7/20ю 1972 (прототип).