Множительно-делительное устройство

 

МНОЖИТЕЛЬНО-ЛЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый, второй , третий и четвертый операционные усилители, к неинвертирующему входу первого операцио.нного усилители подключен первый вывод первого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом второго масштабного резистора, к выходу первого операционного усилителя подключен первый вывод третьего масштабного резистора, неинвертирующий вход второго операционного усилителя через .четвертый масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, между инвертирующим входом и выходом второго операционного усилителя подключен пятый масштабный резистор, к инверт тирующему входу третьего операционного усилителя подключен первый вывод шестого масштабного резистора, к выходу третьего операционного усилителя - первый вывод седьмого масштабного резистора, к инвертирующему входу четвертого операционного усилителя - первый вывод восьмого масштабного резистора, к выходу четвертого операционного усилителя первый вывод девятого масштабного резистора, неинвертирующий вход четвертого операционного-усилителя соединён с первым выводом десятого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с первыми выводами одиннадцатого и двенадцатого масштабных резисторов, тринадцатый и . четырнадцатый масштабные резисторы, отли чаю щееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый, второй и третий элементы с управляемой проводимостью , выполненные на полевых транзисторах , истоки полевых транзисторов соединены с шиной нулевого потенциала , стоки первого и второго полевых транзисторов подключены к второму выводу третьего масштабного резистора и к инвертирующему входу первого операционного усилителя; выход которого через тринадцатый . масштабный резистор соединен с инвертирующим входом второго операцион-lQQ ного усилителя, выход которого подключен к затвору третьего полевого транзистора, сток которого соединен с первым выводом двенадцатого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, второй вывод седьмого масштабного резистора подключен к неинвертирующему входу четвертого операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с вторым выводом девя

(1% (и) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5g С 06 6 /16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 3429757/18-24 (22) 26 „04.82 (46) 23.07.83. Бюл. и 27 (72) С.В.Кольцов, А.А.Рывкин, В,А,Селиванов и P.В.Каспин . (71) Могилевский машиностроительный институт (53) 681.335(088.8) (56) 1; Авторское свидетельство СССР

Н 45.1093, кл. 6 06 С 7/16, 1973.

2. Алексеенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС. М., "Радио и связь", 1981,. с. 94-95, рис . 3 . .16 (прототип) . (54) {57) МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее первый, вто рой, третий и четвертый операционные усилители, к неинвертирующему входу первого .операционного усилителя подключен первый вывод первого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом второго масштабного резистора, к выходу первого операционного усилителя подключен первый вывод третьего масштабного резистора, неинвертирующий вход второго операционного усилителя через четвертый масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, между инвертирующим входом и выходом второго операционного усилителя подключен пятый масвтабный резистор, к инвер-. тирующему входу третьего операционного усилителя подключен первый вывод шестого масштабного резистора, к выходу третьего операционного усилителя — первый вывод седьмого масштабного резистора, к инвертирующему входу четвертого операционного усилителя - первый вывод восьмого масштабного резистора, к выходу чет" вертого операционного усилителя.первый вывод девятого масштабного резистора, неинвертирующий вход четвертого операционного усилителя соединен с первым выводом десятого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с первыми выводами одиннадцатого и двенадцатого масштабных резисторов, тринадцатый и., четырнадцатый масштабные резисторы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, . в него введены первый, второй и третий элементы с управляемой проводи- а мостью, выполненные на полевых. транзисторах, истоки полевых транзисторов соединены с шиной нулевого потенциала, стоки первого и второго полевых транзисторов подключены к второму выводу третьего масштабно- B

ro резистора и к инвертирующему входу первого операционного усилителя;. выход которого через тринадцатый масштабный резистор соединен с инвертирующим, входом второго операционного усилителя, выход которого подключен к затвору третьего полевого транзистора, сток которого соединен с первым выводом двенадцатого масшта ного резистора,, второй вывод которого подключен к инвертирующему входу третьего. операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с виной нулевого потенциала, второй вывод седьмого масштабного резистора подключен к неинвертирующему входу четвертого операционного — усилителя, инвертирующий вход которого соединен с вторым выводом девя1030810

45 того масштабного резистора, первый вывод которого соединен с вторым выводом одиннадцатого масштабного ре" зистора, второй вывод восьмого масштабного резистора подключен к шине нулевого потенциала, затвор первого полевого транзистора через четырнадцатый масштабный резистор соединен с первым выводом шестого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к затвору второго полевого

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известно множительно-делительное устройство, содержащее ключи, блок сравнения, элементы памяти и задержки (1).

Недостатком этого устройства является низкое .быстродействие.

Наиболее близким к изобретению является множительно-делительное устройство, содержащее операционные усилители и масштабные резисторы, к неинвертирующему входу первого операционного усилителя подключены последовательно соединенные первый и второй масштабные резисторы, а к выходу подключен третий масштабный резистор, неинвертирующий вход второго операционного усилителя через четвертый масштабный резистор сое-. динен с шиной нулевого потенциала, а между инвертирующим входом и его выходом подключен пятый масштабный резистор, третий и четвертый операционные усилители 1 2 1.

Однако известное устройство характеризуется малым быстродействием.

Целью изобретения является ловышение быстродействия, Для достижения цели в множитель-. но-делительное устройство, содержащее первый, второй, третий.и четвертый операционные усилители, к неинвертирующему входу первого операционного усилителя подключен первый вывод первого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с пер транзистора, второй вывод второго масштабного резистора соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, второй вывод первого масштабного резистора является первым входом устройства, затворы первого и второго полевых транзисторов являются соответственно вторым и третьим входами устройства, выходом которого является выход третьего операционного усилителя.

2 вым выводом второго масштабного резистора, к выходу первого операционного усилителя подключен первый вывод третьего масштабного резистора, неинвертирующий вход второго операционного усилителя через четвертый масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, между инвертирующим входом и выходом второго oneмационного усилителя подключен пятый масштабный резистор, к инвертирующему входу третьего операционноio усилителя подключен первый вывод шестого масштабного резистора, к выходу третьего операционного усилителя подключен первый вывод седьмого. масштабного резистора, к инвертирующему входу четвертого операционного усилителя подключен первыи вывод восьмого масштабного резистора, к выходу четвертого операционного усилителя подключен первый вывод девятого масштабного резистора, неинвертирующий вход четвертого операционного усилителя соединен с первым выводом десятого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с первыми выводами одиннадцатого и двенадцатого масштабных резисторов, тринадцатый и четырнадцатый масштабные резисторы, введены первый, второй и третий элементы с управляемой проводимостью, выполненные на полевых транзисторах, истоки полевых транзисторов соединены с шиной нулевого потенциала, стоки первого и второго полевых транзисторов подключены к второму выводу третьего масштабного резистора и к

1030810 инвертирующему входу первого операционного усилителя, выход которого через тринадцатый масштабный резис" тор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, выход которого подключен к затвору третьего полевого транзистора, сток которого соединен с первым выводом двенадцатого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к 10 инвертирующему входу. третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход которого- соединен с шиной нулевого потенциала, второй вывод седьмого масштабного резистора под- 15 ключен к неинвертирующему входу четвертого операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с.вторым выводом девятого масштабного резистора, первый вывод кото- 20 рого соединен с вторым выводом одиннадцатого масштабного резистора, второй вывод BocbMOI масштабного резистора подключен к шине нулевого потенциала, затвор первого полевого 25 транзистора через четырнадцатый масштабный резистор соединен с первым выводом шестого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к затвору второго полевого .транзистора, второй -вывод второго масштабного резистора соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, второй вывод первого масштабного резистора явля35 ется первым входом устройства, затворы первого и второго полевых транзисторов являются соответственно вторым и третьим входами устройства, . выходом которого является выход тре- 40 тьего операционного усилителя. .На.чертеже изображена функциональная схема множительно-делительного устройства.

Устройство содержит первый, вто45 рой, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый,десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый масштабные резисторы 1-14, первый, второй, третий и четвертый операционные усилители 15-18, первый, второй и третий полевые транзисторы 19-21, шину нулевого потенциала 22, первый, второй, и третий входы 23-25 и выход 26 уст- 55 ройства, Иножительно-делительное устройство работает следующим образом.

Первый .операционный усилитель l5 включен по схеме неинвертирующего уси. лителя и на его выходе напряжение определяется коэффициентом передачи, пропорциональным отношению величины сопротивления третьего масштабного резистора 3 и величины co"" противления параллельно соединенных каналов первого и второго полевых транзисторов 19 и 20. На выходе второго операционного усилителя 16 напряжение пропорционально разности сигналов на его входах. На выходе третьего операционного усилителя 17 напряжение пропорционально сумме сигналов с второго 24 и третьего

25 входов и си гнала обратной связи с третьего полевого транзистора 21.

Четвертый операционный усилитель

18 включен по схеме усилителя с выходом по току с заземленной нагрузкой, которой является сопротивление канала третьего полевого транзистора

21, Ток через третий полевой транзистор 21 равен

R() R

4=0 p. a 1

9 И где u - выходное напряжение тре(7 тьего операционного усилителя;

g> p< р - сопротивления восьмого 8, i 9 И девятого 9 и одиннадцатого 11 масштабных резисторов соответственно;

- сопротивление канала тре-

2 тьего полевого транзистора 21.

Входной ток третьего операционного усилителя 17, вызванный действием сигналов на втором 24 и третьем

25 входах, DBBeH

Ug 14 . "Ь

Т = — + 1 (2) где О., И - напряжения на втором р Э

2 и третьем 25 входах;

R, R — сопротивления шестого 6 14

6 и четырнадцатого 14 масштабных резисторов соответственно.

Входной ток цепи обратной связи третьего операционного усилителя

17 равен

"21 . -oc,< р, 4Z где R -. сопротивление двенадцато. го l2 масштабного резистора.

10308 I О

20 где И„- напряжение ча де 23; первом вхозо

В установившемся режиме токи ет сигналов на втором 2ч и третьем 25 входах и ток обратной связи равны и при равенстве сопротивлений шестого 6 и четырнадцатого 14 масштабных резисторов можно записать 4 з и — ()

114 К 2

Как известно, у полевых транзис"

-opoa сопротивление канала прямо пропорционально управляющему напряжению на затворе.

Поэтому можно записать с учетом

Формулы 4

0 0... 0г;К 0 (Ц Ф 8 ю "и. где 0 - выходное напряжение второ<е го ояерационного усилителя 36.

Выходное напряжение второго операционного усилителя 16 равно — > (6} Ъ 5

" << е/ю

- сопротивления третьего 3, Ь 13 пятого 5 и тринадцатого

13 масштабных резисторов соответственно; сопротивление параллельно и / о соединенных каналов первого 19 и второго 20 полевых транзисторов;.

U u, Подставив в выражение (5) значения (6) и (7) получим

М з Од" э " "ъ" (4 ъ)

9,g9.11, „; 0,0 (8)

Из равенства (8 ) получим

О„.,=К вЂ”, () . Х 3 () ) где К - коэффициент пропорциональности.

Из выражения (8) следует, что на выходе 26 устройства формируется напряжение, пропорциональное отношению произведения напряжений на втором 24 и третьем 25 входах к напряжению на первом 23 входе, По сравнению с известным устройством предлагаемое множительно-дели.тельное устройство обладает более высоким быстродействием.

1030810 .ВНИИПИ Заказ 5214/49 . Тираж 706 Подписное

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