Аналоговый умножитель

Оп ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 24.04.78 (21) 2607372/18-24 Союз Советских Социалистических Республик(53)М. Кл,6 06 6 7/16 6 06 6 9/00 рисоединением заявки 3)Приоритет Опубликовано 30.09.80, Бюллетень %36 осударственный комитет СССР оо делам изооротвний и открытий .УД К 681,33513 (088,8) ата опубликования описания 30.09,8(5 1. 2Изобретение относится к области аналоговыхвход оптоэлектронного устройства, т.е. два множительных устройств, к измерителям мощ- его диодных излучателя. Выходы этих послеае ности постоянного и переменного токов в част- довательйо соедийаптьтх диодных иэлучателеи ности. управляют двумя фотоприемниками, в качествеИзвестны аналоговые умножители, в част которых применены два фоторезистора, точка ности для измерения мощности постоянного соединения двух последовательно соединенных тока применяется умножитель; выполненный фоторезисторов является выходом оптоэлектронна основе отдельного аналогового вычислитель- ного устройства, к которому подключен вениного устройства (1, которое очень сложное вертирующий вход второго операционногоуси. и дорогое. Оно содержит шесть операционных лителя, работающего в режиме повторителя усилителей и четыре МОП-ключа. Умножители напряжения, Выход второго операционного уси 0этого типа обладают малым быстродействием, лителя подключен к инвертирующему входу что не позволяет применить их для защиты, первого операционного усилителя. Один из например, интегральных схем от превышения их входных сигналов постоянного. тока Х подает. мощности потребления, а также их невозмож- ся на неинвертирующий вход первого операци15ности применить для измерения средней мощ- онного усилителя, второй сигнал сомножителя ности переменного тока, т,е, когда один из У, состоящий из двух величин У+С и У - С, аргументов или исходных сигналов умножителя где С = СОьвспромодулирован предварительно является постоянной или мало изменяющейся модулятором, Обе величийы У+С и У-С привеличиной Х , а второй переменной - т.20ложены к выходной части оптоэлектронногоНаиболее близким техническим решением к устройства, т,е. к двум последовательно соеди. изобретению является аналоговый умножитель пенным фоторезисторам, Схема прототипа обес. (2), который содержит первый операционный печивает точное (порядка 0,1%) умножение усилитель, к выходу которого подключен только двух развязанных друг от друга сигна.лов (не имеющих общей точки соединения), причем один иэ них в . постоянный сйгнал Х, другой - переменный У. Точное умножениеобеспечивается благодаря предварительной модуляции одного иэ сигналов и дальнейшей 5обработке сигналов с помощью системы моду. лятор - усилитель переменного тока - демоду. лятор.Недостатками этого устройства являются .невозможность получения однозначности произ 10 ведения 2 =ХУ=О, когда один из аргументовлХ и У равен нулю, это видно изсхемы и уравнения прототипа 2. =- У+ ХневозможУХсность получения произведения в чистом виде, так как необходимо вычитать из него один 15 иэ аргументов (Х); невозможность непосред. ственного умножения сигналов постоянного тока малых уровней, обусловленная схемой устройства, в которой аргумент У предварительно модулируется, добавляется постоянная составляю щая С, для чего, требуется дополнительно моду. лятор постоянного тока, а это ограничивает быстродействие канал У", малое быстродействие по обоим каналам умножения: Х и У, так как в канале У применяется модулятор постоянного 25тока, а в канале Х - оптоэлектронное устройство с фоторезисторами на выходе, которое обладает большой линейностью, но небольшим быстродействием.Цель изобретения - увеличение быстродей- ЗО ствия, точности и динамического диапазона ра. боты умножителя.Поставленная цель достигается тем, что в аналоговый умножитель, содержащий первый усилитель постоянного тока, выход которого З 5 соединен с сигнальным входом оптоэлектронного развязывающего устройства, первая пара питающих входов которого подключена к выходам блока питания, второй усилитель постоянного тока и масштабные резисторы, введены 40 масштабный переменный резистор, "койдейсатор, два элемента с-управляемым сопротивлением, выполненных в виде эмиттерных повторителей на биполярных транзисторах, и стабилизированный источник постоянного тока, выходы кото. 45 рого подключены ко второй паре питающих входов оптоэлектронного развязывающего устройства и питающим входам второго элемента с управляемым сопротивлением, управляющийвход которого соединен с выходом второго усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход которого через масштабный переменный резистор и разделительный конденсатор связан соответственно с источником постоянного и переменного тока первого сомножителя. Ин вертирующий вход второго усилителя постояв. ного тока соединен через первый масштабный резистор с выходом первого элемента.с управляемым сопротивлением, соединенного с первой выходной клемл 1 ой улгложителя, а инвер.тирующий и неннвертирующийвходы первого усилителя постоянного тока через второй и третиймасштабные резисторы - соответственно с источником второго сомножителя. Неинвертирующийвход первого усили еля постоянного тока черезчетвертый масштабный резистор связан с выходом первого элемента с управляемым сопро.тивлением, управляющий вход которого подключен к выходу оптоэлектронного развязывающего устройства, а питающие входы под.ключены к неинвертирующему входу второгоусилителя постоянного тока и выводу отрицательной полярности стабилизированного источника постоянного тока, который соединен.совторой выходной клеммой умножителя.,На чертеже приведена схема аналоговогоумножителя.Она содержит первый 1 и второй 2 усилителипостоянного тока, масштабный переменныйрезистор 3, первый 4 и второй 5 элементы суправляемым сопротивлением, первый б, второй 7 и третий 8 масштабные резисторы, оптоэлектронное развязывающее устройство 9, четвертый масштабный резистор 10, стабилизиро.ванный источник 11 постоянного тока, блок12 питания и разделительный конденсатор 13.При этом элементы 4 и 5 выполнены в видеэмиттерных повторителей, содержащих резисто.ры 14 нагрузки и биполярные транзисторы15, 1 б, а оптоэлектронное развязывающее устройство 9 содержит оптропы 17, 18, каждыйиз которых выполнен на основе излучающегодиода 19 и фоторезистора 20, и ограничительные резисторы 21 и 22, которые связаны спервыми питающими входами, а выводы фото.резисторов 20 оптронов 17 и 18 являютсявторыми питающими входами устройства 9,сигнальным входом которого служит обуйвывод последовательно согласно соединенныхизлучающих диодов 19, а выходом - общий вывод последовательно включенных фоторезисторов 20.онтронов 17 и 18. Позициями 23и 24 обозначены соответственно источникипервого Х и второго У сомножителей,Умножитель работает следующим образом.Один из сигналов . постоянного тока Хподлежащий перемножению, подается черезмасштабный переменный резистор 3 на неин.вертирующий вход усилителя 2, а выхода егоэтот усиленный сигнал поступает на вход элемента 5, выходной сигнал которого, снимаемый с резистора 14 нагрузки, поступает вкачестве сигнала отрицательной обратной связичерез проходное сопротивление элемента 4 нанеинвертирующий вход усилителя 1. Одновременно входной сигнал постоянного тока У,подлежащий перемножению, подается черезвторой 7 и третий 8 масштабные резисторы7 767780 Составитель Ю. КозлоРедактор И. Груэова Техред Н, Граб Корректор И. Муска аэ 7197(4 пиен ТиражОсударсизобретква, Ж ВНИИПИ по дел 113035, ал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная первого элемента с управляемым сопротивлением, соединенного с первой выходной клем.мой умножителя, инвертирующий и неинвер.тирукнций входы первого усипителя постОянного тока через второй и третий масштабныерезисторы соединены соответственно с источником второго сомножителя, неинвертирующийвход первого усилителя постоянного тока черезчетвертый масштабный резистор связан свыходом первого элемента с.управляемым со.противлением, управляющий вход которого,подключен к выходу оптоэлектронного развя зывающего устройства, а питающие входыподключены к неинвертирующему входу второго усилителя постоянного тока и выводу отрищтельной полярности стабилизированногоисточника постоянного тока, который соеди.нен со второй выходной клеммой умножителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Иф 3746851; кл. 235 - 194,10 опублик. 19742, Патент США Мф 3896304, кл. 235 в 1,опублик. 1975. 751 Потвенного комитета СССРений и открытий- 35, Раушская наб д. 4/5