Квадратор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 03561 це ав щ 006 6 7/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 07 ЯфЬ( 71) Омский ордена Ленина завод точных электрических приборов "Электроточприбор"(56) 1, Авторское свцдетельство СССРМ 416704, кл. 606 б 7/20, 1972,2, Авторское свидетельство СССРЪ 824228, кл. 6066 7/20, 1979(54) (57) КВАИРАТОР, содержащий первый дифференциальный операционный усилитель, токозадающий резистор, первый ивторой квадратируюшие полевые транзис.торы, затворы которых объединены, стокпервого вааратируюшего полевого транзистора соединен с первым вхоаом квааратора, а исток соеаинен с инвертиррошимвходом первого дифференциального операцйонного усилителя, выход которого явля ется выходом квааратора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияточности и температурной стабильностиквадратора, в него введены второй дифференциальный операционный усилитель, ннвертируюшнй операционный усилитель нмасштабируюший элемент, причем масштабируюший элемент подключен между инвертнруюшим входом и выходом первого дифференциального операционного усилителя,сток второго квааратируюшего полевоготранзистора соединен со вторым входомквадратора, а ноток соединен с инвертируюшим входом второго дирференциальногооперационного усилителя, выход которогоподключен к общему выводу затворовпервого и второго квааратирукюцих поле-вых транзисторов, вход квадратора подключен ко входу инвертирующего операционного усилителя, выход которого черезтокозаааюший. резистор соединен с инвертирукааим входом второго дифференциального операционного усилителя.1 1035Изобретение относится к вычислитель ной технике, в частности к устройствам1цля возведения в квадрат электрических сигналов, используемых в аналоговых вычислительных системах. 5Известно устройство для возведения в квадрат аналоговых величин, содержащее бвлацсировочцый резистор и пва полевых транзистора 13.Это устройство отличается простотой 10 реализации, опнако, не обеспечивает достаточной точности выполнения операции возвеаения в квадрат.Наиболее близким техническим решением к прецлвгаемому является квапра тор,сопержащий дифференциальный операционный усилитель, выход которого является выходом кввпратора и пару согласованных полевых транзисторов, затворы которых соединены, балансировочный ре зистор, исток второго полевого транзистора пары соецинен с его затвором и является входом квапратора, сток соединен с инвертирующим входом дифференциального операционного усилителя, исток 25 первого полевого транзистора пары соединен с инвертирующим вхопом2),Непостатки прототипа -низкая точность и температурная нестабильность квааратора.Целью изобретения является повышение точности и температурной стабильности кввпратора.Поставленная цель достигается тем, что в кввпрвтор содержащий первый дифференциальный операционный усили 35 тель, токозадввщий резистор, первый и второй квадрвтирующие полевые транзисторы затворы которых объединены, сток первого квадратирующего полевого40 транзистора соепинен с первым входом квапратора, а исток соединен с инвертируюшим входом первого дирференциального операционного усилителя, выход которого является выходом квадратора45 введены второй дифференциальный операционный усилитель, инвертирукиций операционный усилитель и масштвбирующий элемент, причем мвсштабирующий элемент подключен межпу инвертирующим входом и выходом первого пифференциального50 операционного усилителя сток второго квдпратирующего полевого транзистора соединен со вторым входом кввпратора, а исток соединен с инвертирующим входом второго дифференциального операционного усилителя, выход которого подключен к общему выводу затворов первого и второго кввдратирующих полевых транзисторов, вход квацратораподключен но входу инвертирующего операционного усилителя, вьжод которого через токозвдаю-щий резистор соединен с инвертирувмцимвходом второго дифференциального операционного усилителя.На чертеже приведена схема квадратора.Кввдратор содержит квадрвтируюшиеполевые транзисторы 1 и 2, диферецциальные операционные усилители 3 и 4,инвертируюший операционный усилитель 6,масштвбируюший элемент 6, токозвдаацийрезистор 7,В качестве пары согласованых кввпрвтирующих полевьж транзисторов можно использовать микросхему К 140 УД 14,В качестве дифференциальных операционных усилителей могут быть использованы микроэлектронные усилители типаК 1404 Д 14, Масштабируюший элемент 6может быть выполнен в вице резистора,в этом случае элементы 1, 4 и 6 образуют масштабируюший операционный усилитель, у которого изменением величинысопротивления 6 можно изменять коэффициент передачи т, е, изменять масштабсигнала на выходе кввпратора, Мвсштабируюшпй элемент 6 может быть также выполнен в внпе параллельно соединенных конденсатора и резистора, и этомслучае сигнал до поступления на выхопподвергается масщтабировацию и фильтрации,Кввпратор работает с однополярнымивходными сигналами следующим образом. На первый вход квадратора лопается входной электрический сигнал Х= Овх 4 на второй вход попвется электрический сигнал ХЭ = О .у, полярность которого совпадает с полярностью первого входного сигнала.Первый входной сигнал Х 4 поступает на вход инвертирующего операционного усилителя 5, с выхода которого через токозадаюший резистор 7 поступает на инвертируюший вход второго дифференцивль - ного операционного усилителя 3, Одновременно второй входной сигнал Х Х поступает на сток второго квадратирующего полевого транзистора 2,Выходной сигнал второго дифференциального операционного усилителя 3, поступая на затворы квадратирующих полевых транзисторов 1 й 2, изменяет их проводимость (проводимость их каналов) до тех пор, пока токи через второй кввпратирующий полевой транзистор 2 и токо- задающий резистор 7 не уравняются."ЬвХ "ЬХ г,6 0ЬХ 2О фили ОЬУХ ОЬХ 1 К 6 Сп где 1: - =Соее 1 ЬМТок, протекающий от источника входного сигнала через первый квапратнрующий полевой транзистор 1 на инвертирующий вход первого дифференциального операционногоусилителя 4, поступаетна выход квадратора с коэффициентом определяемым масштабируюшим элементом 6,В процессе работы квапратора величина тока Э через второй квапратирующий полевой транзистор 2 поддерживается вторым дифференциальным операционным усилителем 3 равной величине тока7, протекающего с выхода инвертнрующего операционного усилителя 5 черезтокозапающий резистор 7, поэтому Э = 3 .5ЬХ, 7коэффициент передачи инвертирующего опе)рационного усилителя принят равным 1),где О , 6 1 - проводимость второгоквапратирующего полевого транзистора 2 итокозапающего реэисто5ра 7,Так как 71= Э., то ) 9 Х 2-Ь Ь 7ЬХ 7ОЬХ ОЗоткупа 6=Ьг, 1 30 Выходной сигнал 0 х = 5 К =ОЬх 01 йа И) где Я- проводимость первого квапратирующего полевого транзистора;- сопротивление резистора 6;- значение тока, протекающегоЪчерез первый квапратирующий полевой транзистор 1.Так как кввдратируккпие полевые транзисторы 1 и 2 имеют идентичные хараетеристики и управляющие сигналы на их затворах равны, то1 Ъ=тПодставляя в ( 2) вместо ( значение (5 из (1), получаем Таким образом, сигнал на выходеквадратора пропорционален квадрату входного сигнала и имеет знак плюс,Технико-экономический эффект квапратора заключается в повышении точностии температурной стабильности квапратора,1035616 Состав Тмред ь В ова Кор И. Ватрушкин актор Подписноеета СССР открытийая наб., д, 4/5, г. Ужгород, ул. лиал ППП "П акю 5834/50 Тираж 706 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и 113035, Москва, Ж-ЗБ, Рауш