Множительно-делительное устройство

 

Союз Советскик

Социапистическня

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>i 888140 (61 ) Дополнительное к а вт. с вид-ву (22)Заявлено 24.03.80 (21) 2900015/18-24 (51)М. Кл.

G 06 G 7/16 с присоединением заявки М аооудоротеенный комитет

СССР (23) Приоритет ао делам язооретеиий и открытий

Опубликовано 07 . 12. 81 . Бюллетень М 45

Дата опубликования описания 07.1 2.81 (53) УДК 681.335 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.H.Ëàïåèêî и И.К.Герасин (71) Заявитель

Иосковский институт электронной техники (54) МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электри,ческим вычислительным устройствам, в частности к умножителям с переменной крутизной, и может быть использовано в аналоговых вычислитель 5 ных машинах.

Один из известных умножителей содержит дифференциальные усилительные каскады, генераторы стабильного тока, управляемые элементы с

10 дифференциальным включением 1).

Это устройство характеризуется сравнительно низкой точностью рабо— ты.

Известно также множительно-делительное устройство, содержащее дифференциальные усилительные каскады, дифференциальные преобразователи напряжение-ток, источник тока, блок опорных напряжений, линеаризующие диоды и нагрузочные резисторы 12, Недостатком этого устройства является малая точность работы вследствие узкого динамического диапазона сигнала-делителя и зависимости полосы пропускания одного из сигналов-сомножителей от величины сигнала-делителя.

Целью изобретения является повышение точности работы за счет расширения динамического диапазона сигнала-делителя.и полосы пропускания одного из сигналов-сомножителей.

С этой целью в известное множительно-целительное устройство, содержащее первый, второй и третий дифференциальные усилительные каскады, первый и второй дифференциальные преобразователи напряжение-ток, источник тока, блок опорных напряжений, первьп,второй, третий и четвертый линеаризирующие диоды, первый и второй нагрузочные резисторы, первый и второй выходы первого дифференциального усилительного каскада соединены соответственно с первым и вторым выходами второго диф888140 ференциального усилительного каскада, первый выход блока опорных напряжений соответственно через первый и второй нагрузочные резисторы подключен к первому и второму выходам первого дифференциального усилительного каскада, являющимися выходами множительно-делительного устройства, второй выход блока опорных напряжений через первый и второй 10 линеаризирующие диоды подключен соответственно к первому и второму выходам первого дифференциального преобразователя напряжение-ток и соответственно к первому и второму IS входам первого дифференциального усилительного каскада, входы первого дифференциального преобразователя напряжение-ток являются первым входом множительно — делительного устрой20 ства, токозадающий вход третьего дифференциального усилительного каскада соединен с выходом источника тока, вход которого подключен к третьему выходу блока опэрных напряжений, четвертый выход которого соответственно через третий и .четвертый линеаризирующий диоды подключен к первому и второму выходам второго дифференциального преобразователя напряжение-ток, пятый и шестой выходы блока опорных напряжений подключены соответственно к входам питания первого и второго дифференциальных преобразователей напряжение-ток, введены первыи и вто35 рой управляемые источники тока и формирователь управляющих напряжений, причем первый и второй выходы первого и второго управляемых источников тока. соединены соответст40 венно с первым и вторым выходами соответственно первого и второго преобразователей напряжение-ток, входы первого и второго управляемых источников тока подключены соответственно к первому и второму выходам формирователя управляющих напряжений, первый и второй выходы второго дифференциального преобразователя напряжение-ток подключены соот- Ж ветственно к первому и второму входам третьего дифференциального усилительного каскада, первый и второй выходы которого подключены к токоэадающим входам соответственно первого и второго дифференциальных усилительных каскадов, первый вход второго дифференциального усилительного каскада соединен с вторым входом первого дифференциального усилительного каскада, первый вход которого подключен к второму входу н дифференциального усилител,i;(., кас када., первый и второй входы второго дифференциального преобразователя напряжение-ток являются вторым входом множительно-делительного устройства, третьим входом которого является вход формирователя управляющих напряжений, а формирователь управляющих напряжений содержит первый, второй и третий операционные усилители, диодно-резистивный мост, источник эталонного напряжения и масштабные резисторы, инвертирующий вход первого операционного усилителя через первый масштабный резистор соединен с входом формирователя управляющих напряжений, а через вто- рой масштабный резистор — с выходом источника эталонного напряжения, первая диагональ диодно-резистивного моста подключена между инвертирующим входом и выходом первого операционного усилителя, вторая диагональ диодно-реэистивного моста подключена к первым выводам соответственно третьего и четвертого масштабных резисторов, вторые выводы которых подключены к инвертирующим входам соответственно второго и третьего операционных усилителей, выход источника эталонного напряжения через пятый и шестой масштабные резисторы подключены соответственно к инвертирующим входам второго и третьего операционных усилителей, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами формирователя управляющих напряжений, между инвертирующими входами и выходами второго и третьего операционных усилителей подключены соответственно седьмой и восьмой масштабные резисторы, неинвертирующие входы первого, второго и третьего операционных усилителей соединены с шиной нулевого потенциала.

Функциональная схема предлагаемого множительно-делительного устройства изображена на фиг. 1 на фиг. 2 — функциональная схема формирователя управляющих напряжений.

Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 дифференциальные усилительные каскады, первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 линеаризирующие диоды, блок 8 опорных наг.ряжений, первый 9 и второй

10 нагрузочные резисторы, первый ll и второй 12 дифференциальные преобразователи напряжение-ток, источник

13 тока, первый 14 и второй 15 управляемые источники тока, формирователь 16 управляющих напряжений, первый 17, второй 18 и третий 19 входы и выход 20 множительно-делительного устройства, вход 21, первый 22 и второй 23 выходы формирователя управляющих напряжений, первый 24, второй 25 и третий 26 операционные усилители, источник 27 эталонного напряжения, первый 28, второй 29, третий 30, четвертый 31, пятый 32, шестой 33, седьмой 34 и восьмой 35 масштабные резисторы, диодно-резистивный мост 36, шину 37 нулевого потенциала.

Множительно-делительное устройство работает следующим образом.

В режиме умножения один из преобразуемых сигналов подается на вход

17, в результате на выходах преобразователей 11 происходит противофазное изменение токов. Первый преобразователь 11 и диоды 4 и 5, в качестве которых могут быть использованы транзисторы в диодном включении, представляют собой логарифмический усилитель с противофазными выходами, поэтому результирующий сигнал на входах блоков 1 и 2 каскадов пропорционален логарифму отношения токов, протекающих через диоды 4 и 5.

Аналогично, от воздействия второго преобразуемого сигнала с входа 18, на входах каскада 3 сигнал пропорционален логарифму отношения токов, протекающих через диоды 6 и 7.

Вследствие того, что первый и второй выходы как каскада 1, так и каскада 2 взаимно противофазны и ни один из входных сигналов, поступающих на входы и токозадающие входы каскадов 1 и 2, на выход 20 не проходит, сигнал на выходе 20 пропорционален произведению сигналов, действующих на входах 17 и 18. При этом отсутствие любого из входных сигналов дает на выходе нулевое напряжение.

При линейном возрастании напряжения на третьем входе 19 происходит поочередное формирование управляю8140

30

Формула изобретения

15

Ь щих напряжений на первом 22, а затем нч втором 23 выходах формирователя 16. Управляющие напряжения подаются на входы источников 14 и 15, выходные токи каждого из которых на первом и втором выходах изменяются синфазно и линейно. Поэтому во сколько раз возрастет (или уменьшится) напряжение на входе 19, во столько же раз уменьшится (или возрастет) напряжение на выходе 20, т.е. осуществляется режим деления, Если, например, динамический диапазон изменения уровня сигнала на входе 19 принять равным 40 дБ, то токи преобразователей 11 и 12 остаются без изменений, а токи, протекающие через диоды 4, 5, 6 и 7, поочередно уменьшаются только на

20 дБ, при этом токи источников 14 и 15 увеличиваются менее, чем вдвое.

Благодаря этому множительно-делительное устройство имеет более широкую полосу пропускания по входам

17 и 18 и больший динамический диапазон изменения уровня сигнала, действующего на входе 19, что значительно повышает точность работы.

1. Иножнтельно-делительное устройство, содержащее первый, второй и третий дифференциальные усилительные каскады, первый и второй дифференциальные преобразователи напряжениеток, источник тока, блок опорных напряжений, первый, второй, третий и четвертый линеаризирующце диоды, первый и второй нагрузочные резисторы, первый и второй выходы первого дифференциального усилительного каскада соединены соот",етственно с первым и вторым выходами второго дифференциального усилительного каскада, первый выход блока опорных напряжений через первый и второй нагрузочные резисторы под.ключены соответственно к первому и второму выходам первого дифференциального усилительного каскада, являющимися выходами множительно-делительного устройства, второй выход блока опорных напряжений через первый и второй линеаризирующие диоды подключен соответственно к первому и втсрому выходам первого

8881 первому и второму входам первого дифференциальчого усилительного каскада, входы первого дифференциального преобразователя напряжениеток являются первым входом множительно-делительного устройства, токозадающий вход третьего дифференциального усилительного каскада сое- р динен с выходом источника тока, вход которого подключен к третьему выходу блока опорных напряжений, четвертый выход которого соответственно через третий и четвертый линеаризирующий диоды подключены к первому и второму выходам второго дифференциального преобразователя напряжение-ток, пятый и шестой выходы блока опорных напряжений подключены соответственно к входам питания первого и второго дифференциальных преобразователей напряжениеток, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, в него введены первый и второй управляемые источники тока и формирователь управляющих напряжений, причем первый и второй выходы первого и второго управляемых источников тока соединены соответственно с первым и вторым выходами соответственно первого и второго дифференциальных преобразователей напряжение ток, входы первого и второго управляемых источников тока подключены соответственно к первому и второму выходам формирователя управляющих напряжений, первый и второй выходы второго дифференциального преобразователя напряжение-ток подключены

40 соответственно к первому и второму входам третьего дифференциального усилительного каскада, первый и второй выходы которого подключены к токозадающим входам соответственно 45 первого и второго дифференциальных усилительных каскадов, первый вход второго дифференциального усилительного каскада соединен с вторым входом первого дифференциального уси- so лительного каскада, первый вход которого подключен к второму входу второго дифференциального усилительного каскада, первый и второй входы

2 ° Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь управляющих напряжений содержит первый, второй и третий операционные усилители, диодно-резистивный мост, источник эталонного,напряжения и масштабные резисторы, инвертирующий вход первого операционного усилителя через первый масштабный резистор соединен с входом формирователя управляющих напряжений, а ерез второй масштабный резистор с выходом источника эталонного напряжения, первая диагональ диоднорезистивного моста подключена между инвертирующим входом и выходом первого операционного усилителя, вторая диагональ диодно-резистивного моста подключена к первым выводам соответственно третьего и четвертого масштабных резисторов, вторые выводы которых подключены к инвертирующим входам соответственно второго и третьего операционных усилителей, выход источника эталонного напряжения через пятый и шестой масштабные резисторы подключен со-ответственно к инвертирующим входам второго и третьего операционных усилителей, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходам формирователя управляющих напряжений, м жду инвертирующими входами и выходами второго и третьего операционных усилителей подключены соответственно седьмой и восьмой масштабные резисторы, неинвертирующие входы первого, второго и третьего операционных усилителей соединены с шиной нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3689752, кл. 235-194, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

N- 702382, кл. G 06 G 7/16, 1977 (прототип) . дифференциального преобразователя напряжение-ток и соответственно к 0

8 второго дифференциального преобразователя напряжение-ток являются вторым входом множительно-делительного устройства, третьим входом которого является вход формирователя управляющих напряжений.

888140

Составитель 0.0траднов

Редактор Г.Петрова Техред А. Ач Корректор С.Шекмар

Заказ 10727 14 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. роектная, 4