Аналоговое вычислительное устройство
CoIo3 Советскик
Социалистичесиик
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗЬЬРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< и 928370 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51) М. Кл.
806 G 7/12 (22) Заивлено 28.06.80 (21) 2959130/18-24 с присоединением заявки М
3Ьеударатееккьй кемитет
СССР ае делен кзееретенкк я открытка (53) УДК 681.335 (088.8) (23) Приоритет
Опубликовано 15.05.82. Бюллетень М 18
Дата опубликования описания 18„05.82 (72) Авторы изобретени .
А. А. Галицкас
Ордена Трудового Красного Знамени институт полупроводников АН Литовской CCP (71) Заявитель (54) АНАЛОГОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ
УСТРОЙСТВО
-р
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для перемножения, деления и выполнения ряда других операций над аналоговыми электрическими сигналами.
Известно множительное устройство, содержащее линейно управляемый резистивный двухполюсник, который содержит два полевых тРанзистора и усилптель постоянного тока (11 .
М
Однако это устройство имеет весьма ограниченную область применения.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является
15 множительное устройство, содержащее резистивный множительный мост, состоящий из двух МОП-транзисторов, включенных в противоположные плечи моста, постоянного резистора и цнфрового управляемого резистора, управляющий вход которого через дешифратор соединен C блоком отсчета и через блок управления - с дифференциальным усилителем, входы которого подклточены к диагонали моста (21
Однако это устройство позволяет решать ограниченный класс задач, так как пригодно только для перемножения двух аналоговых сигналов.
Цель изобретения - расширение класса решаемых задач, т. е. использование
его для выполнения более широкого класса математических операций.
Поставленная цель- дос тигается тем, что в аналоговое вычислительное устройство, содержащее множительный мост, в два противоположных плеча которого включены соответственно первый и второй балансные резисторы, а в два других плеча - включены соответственно первый и второй элементы с управляемой проводимостью, выполненный на МОП-транзисторах, источник постоянного напряжения, включеннйй в одну диагональ множительного моста, и дифференциальный усилитель, входами подключенный к другой диагонали множительного моста, упи
КМ au + +t)u++c
Av Sumac, 3 92837 равляюший вход первого элемента с управляемой проводимостью является первым входом устройства, введены операционный усилитель и два управляемых двухполюсника, первый управляемый двух3 полюсник включен между вторым входом устройства и входом операционного усилителя, его управляющий вход подключен к выходу дифференциального усилителя и к управляющему входу второго элемента с .управляемой проводимостью, второй управляемый двухполюсник включен в ! цепь обратной связи операционного усилителя, выход которого является выходом устройства, управляющий вход второго управляемого двухполюсника подключен
Й управляющему входу первого элемен» . та с управляемой проводимостью. Кроме . того, каждый управляемый двухполюсник содержит два последовательно включенных масштавных резистора,. параллельно второму масштабному резистору включен элемент с уцравляемой проводимостью, выполненный на МОП-транзисторе. управляющий вход элемента с управляе.мой проводимостью является управляющим входом управляемого двухполюсника.
На чертеже приведена функциональная схема аналогового вычислительного устройства, 30
Аналоговое вычислительное устройство содержит множительный мост, состоящий из двух элементов 1 и 2 с управляемой проводимостью, двух балансных резисторов 3 и,4, в одну диагональ множительного моста включен
35 дифференциальный усилитель 5, а в другую « 6 постоянного напряжения, операционный усилитель 7, два управляемых двухполюсника 8 и 9, каждый из которых состоит из двух масштабных резисторов 10 и 11 (12 и 13) и элемента 14 (15) с управляемой проводимостью, выполненного на МОП-транзисторе.
Аналоговое вычислительное устройство работает следующим образом.
На затвор МОП-транзистора первого. элемента 1 с управляемой проводимостью подается управляющее напряжение 0, При малых значениях напряжения стока, определяемого источником постоянного напряжения 6, сопротивление "сток-исток
МОП-транзистора прямо пропорционально напряжению, прИложенному к его затвору: г у, . и
1 1 1 где К - коэффициент пропорциональности.
Благодаря обратной связи посредством дифференциального усилителя 5 мно0 ф жительный мост находится в состоянии равновесия при любом управляющем напряжении О . Из условия баланса вытекает, что Q
1 "O где Р< - сопротивление МОП-транзистора второго элемента с управляемой проводимостью 2, а О- сопротивление балансных резисторов 3 и 4.
Следовательно
0 0 Я
1 где .К - постоянный коэффициент, т, е. сопротивление второго элемента с управляемой проводимостью 2 меняется. обратно пропорционально управляющему напряжению U.
Транзисторы элементов 1 и 2 с управляемой проводимостью, а также транзисторы элементов 14 и 15 с управляемой проводимостью подбираются однотипными. Поэтому сопротивления транзисторов элементов 14 и 15 управляются по тому же закону, как и сопротивления соответствующих транзисторов элементов 1 и 2, т. е, согласно приведенным формулам
Коэффициент усиления вычислительного устройства определяется отношением сопротивлений управляемых двухполюсников 10, 11, 14 и 12, 13, 15 и, как показывают несложные вычисления, зависит от управляющего напряжения следующим образом где коэффициенты d,, Ь, с и А, S, С элементарным образом выражаются через параметры упомянутых двухполюсников.
Это выражение показывает, что вычислительное устройство способно выполнить довольно широкий класс математических операций, которые в общем виде выражеются формулой
"0 =K(V) U„, где Ц „- напряжение, поданное на второй вход устройства.
При соответствующем подборе сопротивлений резисторов 10 ««13, в частности реализуется операция умножении
Оу О. Q<, а также. операции U =U у, О=О U,u =О@,идр.
Таким образом предлагаемое устройство, в отличии от известных, способно решать более широкий класс задач, при
5 9283 этом имеет сравнительно простую кон струкцию и просто настраивается для выполнения требуемой операции. Благодаря
I этим качествам его целесообразно использовать в аналоговой вычислительной тех- 5 нике и в системах программного управления технологцческими процессами, что дает возможность унифицировать узлы аппаратуры, значительно. сократить ее объем и повысить надежность. о
Формула изобретения
1. Аналоговое вычислительное устройство, содержащее множительный мост, в два противоположных плеча которого включены соответственно первый и второй балансные резисторы, а в два других плеча включены соответственно первый и второй элементы с управляемой проводимостью, выполненные на МОП-транзисторах, источник постоянного напряжения, включенный в одну диагональ множительного моста, и дифференциальный усилитель, входами подключенный к другойИ диагонали, множительного моста, управляющий вход первого элемента с управляемой проводимостью является первым входом устройства, о. т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения клас- ЗО са решаемых задач, в него введены операционный усилитель и два управляемых
70 6 двухлолюсника, первый управляемый двух полюсник включен между входом устройства и входом операционного усилителя, его управляющий вход подключен к выходу дифференциального усилителя и к управляющему входу второго элемента с управляемой проводимостью, второй управляемый двухполюсник .включен в цепь обратной связи операционного усилителя, выход которого является выходом устройства, управляющий вход второго управляемого двухполюсника подключен к управляющему входу первого элемента с управляемой проводимостью.
2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый управляемый двухполюсник содержит два последовательно включенных масштабных резистора, параллельно второму масштабному резистору включен элемент с управляемой проводимостью, выполненный на МОП-транзисторе, управляющий вход . элемента с управляемой проводимостью является управляющим входом управляемого двухполюсника.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
¹ 519723, кл. Я 06Я 7/163, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР
¹ 350011, кл. Q 06 5 7/16, 1972 (прототип).
ВНИИПИ Заказ 3242/62
Тираж 732 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,уп.Проектная,4
