Перемножитель электрических сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК сп)з 6 06 6 7/161 НИЯ РЕ ЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Новосибирский электротехнический институт связи им. Н.Д.Псурцева(56) Нопц Е; МесЫог Н. Еочгеабгат СМОВапаодное вцЫР егОЕестгопсз епегз -1984 по 24 - чо 20 - рр, 1015-1016,(57) Изобретение относится ским вычислительным устройс быть использовано в аналого тельных мащинах. Сущность Устройство содержит ключи нающие конденсаторы 22-26 Рующих конденсатора 2 операционных усилителя 29- ный. МДП-транзистор 31, ток 32, содержащее и-канальные сторы 33-35, источник напря ния 42,2 ил. 1 табл. к электричетвам и может вых вычисли- изобретения, -21. запомидва интегри, 28, два 30, р-канальовое зеркало МДП-транзижения смещеИзобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.Цель изобретения - повышение точности перемножения.На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого перемножителя электрических сигналов; на фиг. 2 - изображены временные диаграммы управляющих импульсов,Перемножитель электрических сигналов содержит ключи 1-21, запоминающие конденсаторы 22-26, интегрирующие конденсаторы 27, 28, операционные усилители 29, 30, р-канальный МДП-транзистор 31, токовое зеркало 32, содержащее и-канальныеМДП-транзисторы 33 - 35, входы устройства Зб и 37, выход 38, положительную 39, общую .40 и отрицательную 41 шины источника напряжения питания, источник напряжения смещения 42,Перемножитель электрических сигналов работает следующим образом.Ключи перемножителя управляются импульсами, временные диаграммы приведены на фиг, 2. Соответствие между фазами управления и ключами устанавливается таблицей,На входы устройства 36 и 37 подаются перемножаемые напряжения Ох и Оу соответственно.В течение первого импульса А запоминающий конденсатор 22 через ключ 1 заряжается до напряжения Ох, а запоминающий конденсатоо 23 через ключ 3 - до напряжения Оу. Затвор транзистора 31 разряжается до нуля. Запоминающий конденсатор 24 также разряжается через инвертирующий вход ОУ 29,В течение первого импульса В замыкаются ключи 2 и 4, при этом на затворе транзистора 31 устанавливается напряжение О+ 0)/2 (при одинаковых емкостях первого и второго запоминающих конденсаторЬв 22 и 23). Таким образом, через транзистор 31 начинает протекать ток-к( +Ь. и+-и,Я, поскольку замыкается ключ 13. При этом заряжается запоминающий конденсатор 24 через ключ 6 и токовое зеркало 32 на транзисторах 33-35. Заряд, полученный этим конденсатором к окончанию первого импульса В, при единичном коэффициенте передачи токового зеркала будет равен:Ь Кт ( в -"-у в О 04)где Т - продолжительность импульса В,. Интегрирующий конденсатор 27 будетразряжен через ключ 10, интегрирующийконденсатор 28 - через ключ 18, а запоминающий конденсатор 25 - через ключи 15 и5 16. Кроме того, поскольку неинвертирующий вход ОУ ЗО подключен к общей шине вданный момент, на его входе устанавливается напряжение смещения этого ОУ, до величины которого зарядится запоминающий10 конденсатор 26.В течение второго импульса А запоминающие конденсаторы 22 и 23, а также затвор транзистора 31 разряжаются до нуля,а заряд 01, накопленныйзапоминающим15 конденсатором 24, передается в интегрирующий конденсатор 27, конденсатор 24 приэтом разряжается. На выходе ОУ 29 появится напряжение (при равенстве емкостейконденсатооов 24 и 27) О = 01(С, где С -20 емкость конденсатора 24. До этого же напряжения зарядится запоминающий конденсатор 25 через ключ 14,В течение второго импульса В запоминающий конденсатор 24 посредством про 25 цессов, аналогичных протекавшим втечение предыдущего импульса В, получитзаряд .02 = КТ(О - 0- О,)Кроме того, интегрирующий конденсаЗО тор 28 получит заряд, накопленный, ранееконденсатором 25, поскольку замкнулисьключи 15 и 17, На неинвертирующий входОУ 30 с запоминающего конденсатора 26подается напряжение, обратное по закону35 напряжению смещения, до которого этотконденсатор зарядился ранее, Следовательно, напряжение смещения ОУ 30 оказы-вается скомпенсированным. Такимобразом, на выходе перемножителя при ра 40 венстве емкостей конденсаторов 25, 28, 24и 27 устанавливается напряжение О = 01/С.Конденсатор 25 будет разряжен. В течение третьего импульса А запоми нающий конденсатор 22 зарядится до на пряжения Ох, а запоминающий конденсатор23 разрядится до нуля. На выходе первогоОУ 29 установится напряжение 0- 02/С, докоторого зарядится конденсатор 25.50 8 течение третьего импульса В на затворе транзистора 31 установится напряжениеОх/2, а запоминающий конденсатор 24 получит заряд55 0 з" "Т ( О 0)2В то же время интегрирующий конденсатор 28 получит заряд 02 и напряжение на выходе перемножителя будет 0=(01+ 02)/С.В течение четвертого импульса А второйзапоминающий конденсатор 23 зарядится до напряжения 0, На выходе ОУ 29 установится напряжение 0 = Оз/С, Кроме того, поскольку ключ 17 остается замкнутым, интегрирующий конденсатор 28 теряет заряд Оз. На выходе перемножителя устанавливается напряжение0 =(0+ Оъ - Оз)/С, В течение четвертого импульса В на затворе транзистора 31 устанавливается напряжение Оу/2, а запоминающий конденсатор 24 получит заряд04 = кт(- и - ь )2Запоминающий конденсатор 25 разряжается через ключи 15 и 16. На этом цикл работы перемножителя завершается,В течение первого импульса А новогоцикла на выходе ОУ 29 устанавливается напряжение 0 = 0/С, а интегрирующий конденсатор 28 теряет заряд 04, На выходе перемножителя устанавливается напряжение0 = (О 1+ 02 03 - 04)/С = 2 С ЮУКТт,е, результат перемножения напряженийОх и Оу с масштабным коэффициентомКТ/2 С,В течение первого импульса В новогоцикла интегрирующий конденсатор 28 разряжается и готов к накоплению результатанового цикла.Таким образом, предлагаемое устройство обладает повышенной точностью перемножения, поскольку запоминающимконденсатор 24 заряжается током толькоодного р-канального транзистора.Формула изобретенияПеремножитель электрических сигналов, содержащий первый операционныйусилитель, неинвертирующий вход которого соединен с.общей шиной, с первого подесятый ключи, с первого по третий запоминающие конденсаторы, первый интегрирующий конденсатор, первые выводы первогои второго ключей соединены, первые выводы третьего и четвертого ключей соединены, а вторые выводы второго и четвертогоключей соединены с первым выводом пятого ключа, второй вывод пятого ключа соединен с общей шиной, первые выводы шестогои седьмого ключей соединены, первые выводы восьмого и девятого ключей соединены, второй вывод девятого ключаподключен к общей шине, а второй вывод.седьмого ключа соединен с инвертирующимвходом первого операционного усилителя,первый вывод десятого ключа подключен кинвертирующему входу первого операционного усилителя, а второй вывод десятого ключа соединен с выходом первого операционного усилителя, вторые выводы первого и третьего ключей подключены 5 соответственно к первому и второму входамперемножителя, первый вывод первого запоминающего конденсатора подключен к первым выводам первого и второго ключей, а первый вывод второго запоминающего 10 конденсатора соединен с первыми выводами третьего и четвертого ключей, вторые .выводы первого и второго запоминающих конденсаторов подключены к общей шине, а переый вывод третьего запоминающего 15 конденсатора соединен с первыми выводами шестого и седьмого ключей, второй вы-.вод третьего запоминающего конденсатора подключен к первым выводам восьмого и девятого ключей, первый интегрирующий 20 конденсатор включен между инвертирующим входом и выходом первого операционного усилителя, р-канальный МДП-транзистор, исток которого соединен с положительной шинойисточника питания, 25 а затвор подключен к первому выводу пятого ключа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с .целью повышения точности перемножения, в него введены с одиннадцатого по двадцать первый ключи, второй операционный 30 усилитель, четвертый и пятый запоминающие конденсаторы, второй интегрирующий конденсатор, первые выводы одиннадцатого и двенадцатого ключей соединены с вторыми выводами соответственно, первого и 35 третьего ключей, а вторые выводы соединены с общей шиной, токовое зеркало, содержащее первый, второй и третий .и-канальные МДП-транзисторы и тринадцатый ключ, первыйвывод которого подклю О чен к стоку р-канального МДП-транзистора,а второй вывод соединен со стоком и затвором первого п-канального МДП-транзистора, истоки первого и второго п-канальных МДП-транзисторов подключены к отрица тельной шине источника питания, затворвторого и-канального МДП-транзистора соединен с затвором первого и-канального МДП-транзистора, а сток второго и-каналь. ного МДП-транзистора подключен к истоку 50 третьего и-канального МДП-транзистора,.затвор которого подключен к источнику напряжения смещения, а сток соедичен с вторым выводом шестого ключа, первые выводы четырнадцатого и пятнадцатого 55 ключей подключены к первому выводу четвертого запоминающего конденсатора, а второй вывод четырнадцатого ключа соединен с выходом первого операционного усилителя, первые выводы шестнадцатого и семнадцатого ключей подключены к второ 1820396му выводу четвертого запоминающего конденсатора, вторые выводы пятнадцатого, шестнадцатого, девятнадцатого и двадцатого ключей соединены с общей шиной, а вто рой вывод самнадцатого и первый вывод восемнадцатого ключей подключены к инвертирующему входу второго операционного усилителя, второй вывод восемнадцатого ключа соединен с выходом второго операционного усилителя, при этом первый вывод второго интегрирующего конденсатора подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, а второй вывод-. к выходу второго операционного усилителя, первый вывод пятого запоминающего конденсатора и первый вывод девятнадцатого ключа подключены к неинвертирующему 5 входу второго операционного усилителя,второй вывод пятого запоминающего конденсатора и первые выводы двадцатого и двадцать первого ключей соединены, ориэтом второй вывод двадцать первого ключа 10 подключен к выходу операционного усищвтеля, второй вывод восьмого ключа соединен с положительной виной источника питания.1820396Составитель Д. ШлеминРедактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор Н. КорольЗаказ 2031 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101