Устройство для возведения в квадрат

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСК СПУБЛИН 93 И 1) а 0 О ГОС ПИСАНИЕ ОБРЕТЕН ЦИ 1 й 3 ОХИЫА(21) 3 (22) 0 (46) 3 (72) А 71 Г я обсерв ство СССР1981.во СССР1972 ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 530605/24-246.01.830.07.84. Вюл. Р 28( ) лавная астрономическаатория АН УССР(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ВКВАДРАТ, содержащее нелинейный элемент, выполненный на полевом транзисторе, дифференциальный операционныйусилитель, в цепь отрицательчой обраной связи которого включен первыймасштабный резистор, выход дифференциального операционного усилителя является выходом устройства, инвертирующий вход дифференциального операционного усилителя подключен к стоку полевого транзистора, исток которого подключен к шине нулевого потенциала, и через второй масштабный резистор - к входу устройства, подключенному к первому выводу резисторного делителя напряже" ния, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, средний вывод резисторного делителя напряжения подключен к неинвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что-, с целью повьыения точностиЬ воспроизведения квадратичной зависимости, затвор полевого транзистора подключен к шине нулевого потенциалаС:0 го транзистора пары соединен с инвертирующим входом, а сток - с выходом 15 операционного усилителя, исток второго полевого транзистора пары соединен с его затвором и является входом устройства, а сток соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 17,Недостатком этого устройства явля 20 25 по техничссКой сущности является устройство для возведения в квадрат, соержащее нелинейный элемент, выпол" ен ный на полевом тра нз ис торе, дифферейциальный операционный усилитель, в цепь отрицательной обратной связи которого включен первый масштабный резистор, выход дифференциального операционного усилителя является Выподключен к шине нулевого потенциала,средний вывод резисторного делителя 45 напряжения подключен к неинвертирующему входу дифференциального операционного усилителя 2 7.Недостатком данного устройства является низкая точность работы.50Цель изобретения - повышение точ ности воспроизведения квадратичной зависимости..исток которого подключен к шине нулеИзобретение относится к измерительной и аналоговой вычислительной технике и предназначено для возведения в квадрат электрических сигналов. Известно устройство для возведения в квадрат, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом устройства, пару согласованных полевых транзисторов, затворы которых соединены, балансировочный резистор, включенный между неинвертирующим входом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала устройства, исток первого полевоется несоблюдение квадратичной зависимости выходного сигнала от входного,Наиболее близким к предлагаемому ходом устройства, инвертирующий вход дифференциального операционного усилителя подключен к стоку полевоготранзистора, исток которого подключен к шине нулевого потенциала и через второй масштабный резистор " квходу устройства, подключенному кпервому выводу резисторного делителянапряжения, второй вывод которого Поставленная цель достигается те%,что в устройстве, содержащем нелинейный элемент, выполненный на полевом транзисторе, дифференциальныйоперационный усилитель, в цепь отрицательной обратной связи котороговключенпервый масштабный резистор,выход дифференциального операционного усилителя является выходом устройства, инвертирующий вход дифференциального операционного усилителя подключен к стоку полевого транзистора,55 60 вого потенциала, и через второй масштабный резистор - к входу устройства, подключенному к первому выводурезисторного делителя напряжения,второй вывод которого подключен кшине нулевого потенциала, средний вы"вод резисторного делителя напряженияподключен к неинвертирующему входудифференциального операционного усилителя, дополнительно затвор полевоготранзистора подключен к шине нулевого потенциала.На чертеже представлена схема устройства для возведения в квадрат.Устройство для возведения в квадрат содержит нелинейный элемент 1,дифференциальный операционный усилитель 2, первый 3 и второй 4 масштабные резисторы, резисторный делительнапряжения 5,6Устройство для возведения в квадрат работает следующим образом.При подаче напряжения на вход устройства считая операционный усилитель 2 идеальнымна его входах формируются напряжения0 еки: - ,Я+ чг 1( Э ) "гегде О- напряжение на входе устройства;О+,0 - напряжения на неинвертирующем и инвертирующем входахусилителя соответственно; Р,Р,гч - сопротивления резисторов 4 б соответственно;нелинейное сопротивление по 2левого транзистора;Э - ток, протекающий по резистоРУ3 - ток,протекающий с выхода опеЕыкрационного усилителя 2 по резистору обратной связи 3,Для идеального операционного усилителя справедливои,=ои используя это, получимНапряжение на выходе устройстваеык еьцгде Р - сопротивление резистора обратной связи 3.Вольт-амперная характеристика полевого транзистора достаточно точно аппроксимируется выражениемЗаказ 5603/39 Тираж 699 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 гр РВых ВХ Я+г й К Р+Ъйт, 2гО(е) 0 - напряжение затвор-исток",Оси - напряжение сток-исток;6, - проводимость открытого канала.Величина нелинейного сопротивления полевого транзистораси оЗс 1 си где с - сопротивление канала полевого транзистора при 0 = О. Выражение для выходного сигналаустройства при 0 = П для компенсации линейного членазначения сопротивлений резисторовдолжны удовлетворять условию откуда следуето рр р2 1 1Пои условииЯ5 г = - "оВыражение для выходного сигналаустройства примет видя-г10 ЬЫХ К 2 ЬХ,+ )данное выражение с точностью, определяемой только точностью аппроксимации и степенью идеальности операционного усилителя, совпадает с требуемой квадратичной зависимостью.Предлагаемая схема может работатьна полевых транзисторах с каналом любого типа, как с управляемым рпереходом так и со структурой МДП илиМОП.В качестве базового объекта принят прототип.Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с базовым объектом следующие преимущества: повышение точности воспроизведения квадратичной зависимости междувходным сигналом и выходным примернов 4 раза; расширение динамического ЗО диапазона примерно в 2 раза; упроще,ние схемы.