Аналоговый четырехквадрантный умножитель

 

АНАЛОГОВЫЙ ЧЕТЫРЕХКВАДРАТНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ, содержащий первый, второй третий и четвфтый ди1)ференциальные усилительные каскады, первый и второй генераторы тока, пер вый и второй логарифмирующие элементы, к управляющим входам первого и второго дифференциальных усилительных каскадов подключены, первые выводы соответственно первого и второго генераторов тока, вторые выводы которых соединены с первой щиной питания, информационные входы первого и второго дифферегщиальных усилительных каскадов явл$потся соответственно первым и вторым входами аналогового четьфехквадратного ум;ноногте, л, первая щина питания через первый резистор смешения подключена к управляющему входу второго генератора тока, первые выводь первого и второго логарифмирующих элементов объед1тены и через второй резистор смещения подключены к вто, рой щине питания, вторые выводы первого и второго логари фм1фукяцих элементов соединены соответственно с первым и.вхорьм выходами первого Д1ф})еренци - льного усилительного каскада, первый информационный вход третьего дифференциального усилительного каскада и второй ийформадионный вход четвертого ди еренциального усилительного каскада соединены с первым выходом первого дифференциального усилительного каскада, второй выход которого соединен с вторым инфорV мационным входом третьего ди})ференциального усилительного каскада и с первьм информационньм входом четвертого дифференциального усилигельногокаскада, управляющие входы третье го и четвертого дифференциальных усилительных каскадов под- Q ключекысЬответственнок первому и второму выходам второго дифференциального уси (Л лительного каскада, первый и второй выходы третьего дифференциального усилительного каскада соединены соответствен но с первым и вторьтм выходами четвер- S того дифференциального усшйггельного каскада и являются первым и вторым выходами аналогового четьфехквадратного умношггеля, а через соответствующие пер 4 вый и второй резисторы нагрузки подт ;о со ключены к второй шине питания,, о г л и - . чающийся тем, что, с целью ВЫЩШ1ИЯ точности в работе при изменении напряжений питания, в него введены токозадакяций транзистор, источник опорного напряжения и токоограничительный резистор , пртем первый вывод источника опорного напряжения подключен к второй щйне питания, второй вывод источника опорного напряжешш соединен с базой токозадающего транзистора и через токоогра- . ничитёльный резистор подключен к первой щине питания, первые вьюоды первого и второго логари})М}фующпх элементов сое

„„SU„„1024939

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А д у С 06 G 7/l6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° (21) 3452860/l8-24 (22) 06,03..82, (46) 23,06.83. Бюл. Мю 23 (72) О. K. Каплиц, Г, Г. Степаненков и Е, Л. Шугаева (7l) Ленинградское производственное объединение "Вибратор" и Ленинградский электротехнический институт им. В, И. Ульянова (Ленина) (53) 68l,335(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

14 602955, кл. G 06 G 7/16, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР ф 754435, кл. С 06 G 7/16, 1977 (прототип) . (54)(57) АНАЛОГОВЫЙ ЧЕТЫРЕХКИАДРАТНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ, содержащий первый, второй третий и четвертый ди ференциальные усилительные каскады, первый и второй генераторы тоха, первый и второй логарифмирующие элементы, к управляющим входам первого и второго ди ференциальных усилительных каскадов подключены первые выводы соответственно первого и второго генераторов тока, вторые выводы которых соединены с первой шиной питания, информационные входы первого и второго дифференциальных усилительных каскадов являются соответ- ственно первым и вторым входами аналогового четырехквадратного умножите. я, первая шина питания через первый резистор смещения подключена к управляющему входу второго генератора тока, первые выводы первого и второго логарифмирующих элементов объединены и через второй резистор смещения подключены к второй шине питания, вторые выводы первого и второго логарифмирующих элементов соединены соответственно с первым и. вторым выходами первого ди ференци .+— ального усилительного каскада, первый йнформационный вход третьего дл ференциального усилительного каскада и второй информационный вход четвертого дзфференпиального усилительного каскада соединены с первым выходом первого дирференциалЬного усилительного. каскада, второй выход которого соединен с вторым инфор, мационным входом третьего ди ференциального усилительного каскада и с первым ииформационным входом четвертого дифференциальногоусилительногокаскада,управляющне вх оды третье ro и четверт or одифференциальных усилительных каскадов подключены соответственнок первому и второму Е выходам второго дифференциального усилительного каскада, первый и второй выходы третьего дифференциального усилительного каскада соединены соответствен но с первым и вторым выходами четвер- Я того дифференциального усилительного ра каскада и являются первым и вторым вы- р ходами аналогового четырехквадратного умножителя, а через соответствующие пер р вый и второй резисторы нагрузки под-. ключеныквторойшнне питания,.о т л ич. а ю шийся тем, что, с целью по- р вышения точности в работе при изменении напряжений питания, в него введены токозадающий транзистор, источник опорного напряжения и тохоограничительный резис1 тор, причем первый вывод источника опор ного напряжения подключен к второй шине, 3» питания, второй вывод источника опорно-го напряжения соединен с базой токозадающего транзистора и через токоогра- . ничительный резистор подключен к первой шине питания, первые выводы первого и второго логарифмируюших элементов сое1Ог4ОЗО пилоны с эмиттером токоэадаюшего тран- управюьпошему входу первого генератора эисторп, коллектор которого подключен к тока.

Изобретение относится к устройствам перел1ножения электрических сигналов и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах, Известен аналоговый умножитель, содержащий дифференциальные усйлительные каскады, генераторы тока и линеариэующие элементы $1) .

Это устройство характеризуется сравнительно низкой точностью в работе.

Наиболее близким к предложенному является аналоговый четырехквадратный умножитель, содержащий четыре дифференциальных усилительных каскада, к управляющим входам первого и второго из них подключены первые выводы соответственно первого и второго генераторов тока, вторые выводы которых соединены с первой шиной питания, первый и второй логарифмирующие элементы, пер вые выводы которых соединены,а вторые выводы подключены соответственно к первому и второму выходам дифференциального усилительного каскада, первый вход третьего дифференциального усилительного каскада соединен с вторым входом четвертого дифференциального каскада и с первым выходом первого дирференциального усилительного каскада, второй выход которого соединен с вторым входом третьего и первым входом четвертого дифференциальных усилительных каскадов.; управляющие входы третьего и четвертого дифференциальных усилительных каскадов соединены соответственно с первым и вто рым выходами второго дифференциального усилительного каскада, первые и вторые выходы третьего и четвертого дифференциальных усилительных каскадов соединены цежду собой соответственно и через соответствующие резисторы нагрузки подключены к второй шине питания, управляющий вход второго генератора тока через первый резистор смещения подключен к первой шине питания, первые выводы первого и второго логарифмирующих элементов лореэ второй резистор смапения подключены к второй шине питания $2).

Недостатком этого устройства является низкая точность в работе, обусловленная нестабильностью коэффициента передачи при изменении напряжений питания.

Uem, изобретения — повышение точности в работе,при изменении напряжений питания, С этой целью в аналоговый четырехквадратный умножитель, содержащий пер10 вый, второй, третий и четвертый дифференциальные усилительные каскады, первый и второй генераторы тока, первый и второй логарифмируюшие элементы,,к управляющим входам первого и второго

15 дирференциальных усилительных каскадов подключены первые выводы соответственно первого и второго генераторов тока, вторые выводы которых соединены с первой шиной питания информационные вхо30 ды первого и второго дл ференциальных усилительных каскадов являются соответственно первым и вторым входами аналогового четырехквадратного умножителя, первая шина питания через первый ре25 зистор смещения подключена к управляющему входу второго генератора тока, первые выводы первого и второго лога . рифмирующих элементов объединены и через второй резистор смещения подклю30 чены к второй шине питания, вторые выводы первого и второго логарифмирующих элементов соединены соответственно с первым и вторым выходами первого дифференциального усилительного каскада, 35 первый информационный вход третьего дл ференциального усилительного каскада и второй информационный вход четвертого дифференционного усилительного каскада соединены с первым выходом первого диф40 ференциального усилительного каскада, второй выход которого соединен с вторым йнформационным входом третьего дифференциального усилительного каскада и с первым информационным входом четвертого

$5 дл ференциального усилительного каскада, управляющие входы третьего и четвертого дифференциальных усилительных каскадов подключены соответственно к первому

3 (02 !! 3 и второму выходам второго дифференциального усилительного каскада, первый и второй выходы третьего дифференциального усилительного каскада соединены соответственно с первым и вторым выходами четверФ того дифференциального усилительного каскада и являются первым и вторым выходами аналогового четырехквадратного умножителя, а через соответствующие пер-<й вый и второй резисторы нагрузки подключены к второй шине питания, введены токозадающпй транзистор, источник опорного напряжения и токоограничительный реаНсТор, причем первый вывод источшхка r5 опорного напряжения подключен к второй шине питания, второй вывод источника опорного напряжения соединен с базой токозадаюшего транзистора и через токо « ограничительный резистор подключен к щ первой шине питания, первые выводы первого и второго логарифмнрующих элементов соединены с эмиттером токозадающе-, го транзистора, коллектор которого подключен к управляющему входу. первого ге-25 нератора тока.

На чертеже показана функциональная схема предложенного аналогового четырех-, квадратного умножителя.

Устройство содержит первый, второй 3а третий и четвертый дл ференциальные усилительные каскады 1-4, первый и второй логарифмирующие элементы 5 и 6, первый и второй генераторы 7 и 8 тока, первый и второй резисторы 9 и 10 сме35 щения, первый и второй резисторы ll u

1-2 нагрузки, источник 18 опорного нап )яжейия, токозадаюший транзистор 14, токоограничительный резистор 15, первый вход 16), 16, второй вход 171, 17Zwe первый и второй входы 18 и 19, первую и вторую шины 20 и 21 питания.

Аналоговый четырехквадратный умножитель, работает следующим образом, Умножение выполняется с помощью третьего и четвертого дифференциональных усилительных каскадов 3 и 4, согласование входных сигналов которых с входными

<) ф сигналами- :омножителями осуществляете» с помощью первого и второго д)ффероцциальных усилительных каскадов 1 и 2.

В выходном сигнале такого множительного каскада присутствует экспоненциальная составляющая, Для ее компенсации служат первый и второй логарифмирующие элементы 5 и 6. коэффициент передачи зависит от величины тока, протекающего в первом дифференциальном усилительном каскаде 1. 8 предложенном аналоговом четырехквадратном умножителе в первом и втором дифференциальных усилительных каскадах 1 и 2 устанавливаются токи, определяемые источником 1З опорного направления, в качестве которого используется стабилитрон, и вторым резистором

10 смещения.

Увеличение тока в первом дифференциальном усилительном каскаде 1 вызывает увеличение падения напряжения на втором резисторе 10 смещения, что приводит к увеличению разностного сигнала на эмиттере токозадаюшего транзистора

14, проводимость которого должна быть противоположна проводимости транзисторов умножителя, B результате этого уменьшается выходной ток токозадающего транзистора 14, что влечет за собой уменьшение тока первого генератора 7 тока, а следовательно, уменьшение тока в первом дифференциальном усилительном каскаде 1, т. е. установление постоянного значения.

Йифференциальное сопротивление стабилитрона, как источника 1З опорного напряжения, составляет десятки Ом, а сопротивление второго резистора 10 смещения имеет величину .единиц Ом, поэтому относительная нестабильность тока и коэффициент передачи уменьшается в десятки раз. Поэтому по сравнению с известным устройством предложенный аналоговый четырехквадратный умножитель обладает более высокой точностью работы при измерении питающих напряжений.

Составитель О. Отраднов

Редактор А. Козориз Техред С.Мигунова Корректор А. Повх

Заказ 4397/46 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

l:13035, Москва, Ж-35, Раушская наб: д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектнаи, 4