Устройство для возведения в квадрат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ, содержащее нелинейный элемент, выполненный на полевом транзисторе , первый и второй масштабные резисто ры и операционный усилитель выход которого является выходом устройства, а неинвертирующий вход через первый масштабный резистор подключен к входу устройства, кивер-Тирующий вход операционного усилителя подключен к затвору полевого транзистора и первому выводу второго , масштабного резистора, о т л и чающегеся тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства , в него введен ограничительный резистор, подключенный между неинвертирующим входом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала , вход устройства подключен к стоку полевого транзистора, а его исток подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, выход которого g подключен к второму выводу второго масштабного резистора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

CEBV

РЕСПУВЛИК

09) (22) 9587 A

Зш 6 06 Я 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н BBTOPCHCEEV: CBNBETEllhCTBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ ИЗОЯ%ТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3555035/18-24 (22) 28.12.82 (46) 30.04.84. Вюл.22 26 (72) С.А. ЕФимов (71) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники СО AH СССР (53) 681.335(088.8) (56) .1. Авторское свидетельство СССР:

9 416704, .кл. Q 06 Q 7/20, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9842848, кл. Q 06 6 7/20, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЗИ ВОЗВЕДЕНИЯ

В КВАДРАТ, содержащее нелинейный элемент, .выполненный на полевом тран. зисторе, первый и второй масштабные резисторы и операционный усилитель, saemp, которого является выходом устройства, а иеинвертирующий вход через первый масштабный резистор подключен к входу устройства, инвер-тирующий вход ошерационного усилителя подключен к затвору полевого транзистора и первому выводу второго масштабного резистора, о т л и— ч а ю щ е,е с я тем, что, с целью . повышения точности и упрощения устройства, в него введен ограничительный резистор, подключенный между неннвертирующим входом операционного усилителя и шиной нулевого потенциа- . ла, вход устройства подключен к стоку полевого транзистора, а его исток подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, выход которого Q подключен к второму выводу второго масштабного резистора.

Ф 1089

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

Известно устройство для возведения в квадрат, использующее нелинейность характеристики полевого транзистора, которое содержит инверсный каскад, полевые транзисторы, резистор и последовательно соединенные и кинема- щ0 тически связанные конденсаторы переменной емкости, нагрузочный и балансировочный резисторы f! 2.

Недостатком данной схемы является разброс параметров элементов устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для возведения в квадрат содержащее операционный усилитель, два нелинейных элемента, выполненных на полевых транзисторах, и два масштабных резистора, вход устройст.ва через первый масштабный резистор подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, а через второй масштабный резистор - к инвертирующему входу операционного усилителя и стоку первого полевого транзистора, исток и затвор которого подключены к шине нулевого потенциала, вход устройства через второй масштабный резистор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя и к объединенным стоку и затвору второго полевого транзистора, исток которого

35 подключен к шине нулевого потенциала (23.

Недостатком данного устройства является погрешность, обусловленная

40 нелинейностью мостовой схемы включения полевых транзисторов.

Цель изобретения — повьппение точности и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для возведения в квадрат, содержащее нелинейный элемент выполненный на полевом транзисторе, первый и второй масштабные резисторы и операционный усилитель, 50 выход которого является выходом устройства, а неинвертирующий вход через первый масштабный резистор подключен к входу устройства, инвертирующий вход операционного усилителя 55 подключен к затвору поЛевого транзистора и первому выводу второго масштабного резистора, дополнительно. введен

587 2 ограничительный резистор, подключенный между неинвертирующим входом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала, вход устройства подключен к стоку полевого транзистора, а его исток подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, выход которого подключен к второму выводу второго масштабного резистора.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства для возведения в квадрат.

Устройство содержит полевой транзистор.1, резисторы 2-4 и операционный усилитель 5, выход которого является выходом устройства, а вход устройства подключен к стоку полевого транзистора 1, исток и затвор котарого объединены и подключены к инвертирующему входу и через второй масштабный резистор 3 — к выходу операционного усилителя 5, неинвертирующий вход которого подключен через первый масштабный резистор 2 к входу устройства, а через третий масштабный резистор 4 — к шине нулевого потенциала.

Схема работает следующим образом.

Для полевого транзистора.при Из О вольт-амперная характеристика описывается выражением:

2 си

С сИ 0 2 Ц О

О где - ток, протекающий через канал полевого транзистора; — проводимость открытого о канала;

U — напряжение отсечки;

U< напряжение сток-исток

Проводимость канала полевого транзистора будет равна

G = +- — С,, (2)

Си

1 О 2 0 О

Для схемы справедливы следующие выражения Ьых 2 (с — +

G+G2 1 2

HX Э (+) u„=, где. 62-6, — проводимость масштабных резисторов 2-4.

Для идеального операционного усилителя (5)

04.-0„

1089587

Составитель Н. Зайцев

Редактор С. Пекарь Техред В,Далекорей Корректор М.I Ðî

Заказ 2936/46 Тираж 699 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. Проектная, 4

3 ю

На основании выражений (3), (4) и (5) получим о ц — - " ; (ь!

G C164ИЬ! х Sx G +C+ (+, )6 3 UÂÕ (о +Убх 08х6+

2 2

З + (Ь 41 2 20о(э+, ) г 1О (т1

Для данной схемы легко обеспечить э

4, 2

"ВЬ Х 2 /6,2 "ех . 6Ф где К вЂ” коэффициент преобразования.

На выходе устройства получаем напряжение, пропорциональное квадрату входного напряжения..

Применение в схеме предлагаемого устройства одного полевого транзистора и одного масштабного резистора вместо двух полевых транзисторов выгодно отличает его от прототипа, так как благодаря этому исключается погрешность, обусловленная нелинейностью мостовой схемы включения полевых транзисторов.