Аналоговый четырехквадрантный умножитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09) 102493 и06 С 7/ Д ЫТИИПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К и, вторым выходами первого ди 3 ференци.+ - альногоусилительного каскада, первый йнформационный вход третьего длференциального усилительного каскада и второй информационный вход четвертого дифференциального усилительного каскада соеднены с первым выходом первого дирференциалЬного усилительного, каскада, второй выход которого соединен с вторым инфор, мационным входом третьего дифференциального усилительного каскада и с первым иаформационным входом четвертого дифференциальногоусилительногокаскада,управляющие вх оды третье го и четверт огодифференциальных усилительных каскадов подключены соответственнок первому и второму Е выходам второго дифференциального усилительного каскада, первый и второй в - ходы третьего дифференциального усилительного каскада соединены соответствен но с первым и вторым выходами четвер- Я и ы того дифферкаскада и явходами аналогумно жителя,авый и вто ой питания, второй вывод ист го напряжения соединен с дающего транзистора и че ничительный резистор под шине питания, первые выв второго логарифмирующих чника опорно- азой токозаез токоогра- .ючен к первой ды первого и элементов соеОСУДАРСТВЕКНЫЙ НОМИЧЕТ СССПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР(54)(57) АНАЛОГОВЫЙ ЧЕТЫРЕХКВАДРАТНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ, содержащий первый, второй третий и четвертыйдифференциальные усилительные каскады,первый и второй генераторы тоха, первый и второй логарифмирующие элементы,к управляющим входам первого и второгодифференциальных усилительных каскадовподключены первые выводы соответственно первого и второго генераторов тока,вторые выводы которых соединены с первой шиной питания, информационные входы первого и второго дифференциальныхусилительных каскадов являются соответственно первым и вторым входами аналогового четырехквадратного умножите, я,первая шина питания через первый резистор смещения подключена к управляющемувходу второго генератора тока, первыевыводы первого и второго логарифмирующих элементов объединены и через второй резистор смещения подключены к вто-,рой шине питания, вторые выводы первого и второго логарифмирующих элементов соединены соответственно с первым енциального усилительноголяются первым и вторым выового четырехквадратного через соответствчощие перр резисторы нагрузки под-. ключеныквторойшине питания,.о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности в работе при изменении напряжений штания, в него введены токо- задающий транзистор, источник опорного напряжения и тохоограничительный резистор, причем первый вывод источника опор ного напряжения подключен к второй шинео1 Ог 4 ОЭОппнопы с эмиттером токоэадаюшего тран- управляющему входу первого генератораэисторп, коллектор которого подключен к тока, 1Изобретение относится к устройствам перемножения электрических сигналов и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах,Известен аналоговый умножитель, содержащий дифференциальные усйлительные каскады, генераторы тока и линевриэуюшие 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 соединеныа 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 дифференциального усилительного каскада, второй выход которого соединен с вторым входом третьего и первым входом четвертого ди.ференциальных усилительных каскадов.; управляющие входы третьего и четвертого дг 4 ференциальных 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 между собой соответственно и через соответствующие резисторы нагрузки подключены к второй шине питания, управляющий вход второго генератора тока через первый резистор смешения подключен к первой шине питания, первые выводы первого и второго логарифмируюших элементов порез второй резистор смвпения подключены к второй шине питания 2Недостатком этого устройства является низкая точность в работе, обусловленная нестабильностью коэффициента передачи при изменении напряжений питания,Цель изобретения - повышение точности в рвботе,при изменении напряжений питания.С этой целью в аналоговый четырехквадратный умножитель, содержащий пер вый, второй, третий и четвертый дифференциальные усилительные каскады, первый и второй генераторы тока, первыйи второй логарифмируюшие элементы,,к управляющим входам первого и второго 15 дирференциальных усилительных каскадовподключены первые выводы соответственно первого и второго генераторов тока,вторые выводы которых соединены с первой шиной питания информационные вхо- Ю ды первого и второго двференциальныхусилительных каскадов являются соответственно первым и вторым входами аналогового четырехквадратного умножителя,первая шина питания через первый ре зистор смещения подключена к управляющему входу второго генератора тока,первые выводы первого и второго лога ".рифмирующих элементов объединены ичерез второй резистор смещения подклюЗ 0 чены к второй шине питания, вторые выводы первого и второго логарифмируюшихэлементов соединены соответственно спервым и вторым выходами первого дифференциального усилительного каскада, З 5 первый информационный вход третьего дв- ференциального усилительного каскада ивторой информационный вход четвертогодифференционного усилительного каскадасоединены с первым выходом первого диф ференциального усилительного каскада,второй выход которого соединен с вторым йнформационным входом третьего дифференциального усилительного каскада и с первым информационным входом четвертого 5 дд 3 ференциального усилительного каскада,управляющие входы третьего и четвертого дифференциальных усилительных каскадов подключены соответственно к первому3 102 3и второму выходам второго дифференциального усилительного каскада, первый и второй выходы третьего дифференциального усилительногокаскада соединены соответственнос первым и вторым выходами четверЪтого дифференциального усилительногокаскада и являются первым и вторым выходами аналогового четырехквадратногоумножителя, а через соответствующие пер йвый и второй резисторы нагрузки подключены к второй шине питания, введенытокозадающпй транзистор, источник опорного напряжения и токоограничительныйрезистор, причем первый вывод источшпса 3опорного напряжения подключен к второйшине питания, второй вывод источникаопорного напряжения соединен с базойтокозадаюшего транзистора и через токоограничительный резистор подключен к щпервой шине питания, первые выводы первого и второго логарифмнрующих элементов соединены с эмиттером токозадающе-,го транзистора, коллектор которого подключен к управляющему входу первого ге нератора тока.На чертеже показана функциональнаясхема предложенного аналогового четырех-,квадратного умножителя,Устройство содержит первый, второйтретий и четвертый дл 3 ференциальныеусилительные каскады 1-4, первый и второй логарифмируюшие элементы 5 и 6,первый и второй генераторы 7 и 8 тока,первый и второй резисторы 9 и 10 сме 35щения, первый и второй резисторы 11 и12 нагрузки, источник 13 опорного нап)яжейия, токозадаюший транзистор 14,токоограничительный резистор 15, первыйвход 163 162 второй вход 171, 17240первый и второй входы 18 и 19, первуюи вторую шины 20 и 21 питания.Аналоговый четырехквадратный умножитель, работает следующим образом,Умножение выполняется с помощьютретьего и четвертого дифференциональныхусилительных каскадов 3 и 4, согласование входных сигналов которых с входными) фсигналами :омножителями осуществляете с помощью первого и второго д)фферопциальных усилительных каскадов 1 и 2. В выходном сигнале такого множительного каскада присутствует экспоненциальная составляющая, Для ее компенсашш служат первый и второй логарифмирующие элементы 5 и 6. Коэффициент передачи зависит от величины тока, протекающего в первом дифференциальном усилительном каскаде 1, В предложенном аналоговом четырехквадратном умножителе в первом и втором дифференциальных усилительных каскадах 1 и 2 устанавливаются токи, определяемые источником 13 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 сигналана эмиттере токозадаюшего транзистора 14, проводимость которого должна быть противоположна проводимости транзисторов умножителя, В 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 13 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.102493 В Составитель О. Отор А. Козориз Техред С.Мигуно н ектор А, П Ред Заказ 4397/46 Тираж 706 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб: д. 4