Устройство для возведения в степень

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 51)4 С 0 20 ЕТЕНИЯ Н АВТОРС У СВИ ЕЛЬ 105904031849/1,01,865.05.87циаль- .24 Бюл,У е кон торскоеки СОцентр СО СпевычСР ительной техн ычислительный С,А.Ефим 681 .3(08 Авторско 5904, кл в,8) свидетель С 06 С 7/ тво СССР О, 1983,фр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ(61) (21 ) (22) (46) (71 ) бюро АН СС АН СС (72) (53) (56) к(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ВСТЕПЕНЬ(57) Изобретение относится,к измерительной и аналоговой вычислительнойтехнике и является дополнительнымк изобретению по авт,св, В 1105904.Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержитдва полевых транзистора 1 и 2корректирующий резистор 3, масштабныерезисторы 4,5, ограничительный резистор 6 и операционный усилитель 7,Наличие второго полевого транзистора позволяет исключить влиянне наточность колебаний температуры окружающей среды и расширить функциональные возможности за счет расширениядиапазона значений коэффициента преобразования, 1 ил,. 1 13108Изобретение относится к измерительной и аналоговой. вычислительнойтехнике, предназначено для возведения .в степень электрических сигналов и является дополнительным к авт,св, В 1105904,Цель изобретейия - повышение точности.На чертеже приведена функциональная схема устройства для возведения Юв степень.Устройство содержит первый 1 и .второй 2 полевые транзисторы, корректирующий резистор 3, два масштабныхрезистора 4 и 5, ограничительныйрезистор 6операционный усилитель7.Устройство для возведения в степень работает следующим образом,Проводимость канала полевого 20транзистора равна6 = С - С + - СОэи 1 Ооио О о 2 О "о)(1)о огде С - проводимость открытогоканала;ОВ - напряжение затвор-исток;О, - напряжение отсечки;Оо - напряжение сток-исток.Для полевого транзистора с объединенными затвором и стоком ОВ - - 300 , а если объединены затвор и, сток, то ОВ = О. Тогда проводимостьканала полевого транзистора 1 равнаОС о 1 - 2 О о 1где Со - проводимость открытогоканала;Оо 1 - напряжение отсечки;0- напряжение сток-исток.Знак плюс ввыражении (2) соответствует О э, = О) а минус - ОзОо.Для полевого транзистора 2 соответственно1 Осн6:С ф - 6,ог 2 Оог 45Работа принципиальной схемы устройства для возведения в степеньописывается формулой (для идеальногооперационного усилителя)1 С г С 5+С С 5- 6 1+6 В) С ь 50еык С С +С4) 5 6 напряжение на выходе операционного усилителя 55 напряжение на входе устройства;проводимость канала полевого транзистора 1;- проводимость канала полевого транзистора 2;(7)где 9 = (С о 2 +С к) 6 5- (С о 1 +С з ) С ьВ формуле (7) величина Я определяетзначение линейных членов в выходномсигнале устройства для возведенияв квадрат. Подбором резисторов легкообеспечить Я = О) тогда602 + С 66Ф (9)о 1 3 ВРавенство (9) позволяет добитьсяисключения линейных членов в выходном сигнале устройства, что обеспечивает работу схемы в режиме квадратора. Отклонение от равенства (9) .приводит к появлению линейных членовв выходном сигнале и схема вместес нелинейной функцией возведения вквадрат выполняет линейную функцию,т.е. работает в режиме усилителя,Причиной отклонения от равенства(9) может быть изменение температуры окружающей среды, при которомпроисходит изменение проводимостиканалов полевых транзисторов,6,2 (т,+дт)йСог (о)+еССо 2(т,)дт (1 О)с, (т,+дт)=6, (т,)+гс(т,)дт (11)Подставляя (1 О), (11) в выражение+ Сз+ Г Се+о 6)о(о) дт (12) Из выражения (12) вытекает условие термостабильности схемы Со, (То) 6 5 = С,(Т,) С,Подставляя (13) в (9), получим условие квадратичного преобразова- нияЗаказ 1894/47 Тираж 673 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5(14)63 ОфТаким образом, обеспечив соотношение параметров в схеме в соответствии с выражениями (13) и (14), получим высокую точность квадратичного преобразования и отсутствие дополнительной погрешности, обусловленной изменениями температуры.На выходе устройства для возведе ния в квадрат будет напряжение, пропорциональное квадрату входного сиг- . нала.(15) где К - коэффициент преобразования;601 6 у 1. 65,66К а г ф (16)26(Ох+Оь)Я Г Оез 020Анализ выражения (16) показывает, что коэффициент преобразования пред-лагаемого устройства можно изменять в широких пределах, изменяя параметры элементов схемы. Коэффициент пре образования может быть как больше единицы, так и меньше.Четыре комбинации знаков соответ" ствуют четырем вариантам подключения затворов полевых транзисторов.Предлагаемая схема позволяет возводить в квадрат как сигналы поло- жительной полярности, так и сигналы отрицательной полярности,Благодаря применению в схеме предлагаемого устройства корректирующего резистора и второго полевого транзистора, исключается дополнительная погрешность, обусловленная изменением температуры окружающей среды и расширяется функциональная возможность устройства за счет расширения пределов регулирования коэффициента преобразования. Формула. изобретения Устройство для возведения в степень по авт.св. У 1105904о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен второй нелинейный элемент, выполненный на полевом транзисторе, сток которого подключен к информационному входу устройства, а исток и затвор подключены к инвертирующему входу операционного усилителя,