Четырехквадрантный аналоговый перемножитель
Патент 1504654
Авторы
Классы МПК
Четырехквадрантный аналоговый перемножитель
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является упрощение устройства и снижение потребляемой мощности. Четырехквадрантный аналоговый перемножитель содержит с первого по восьмой усилительные полевые транзисторы 1...8, источник тока 9, первый и второй каскады 10 и 11 сдвига уровня, первую и вторую входные шины 12, 13 первого сигнала-сомножителя, первую и вторую входные шины 14, 15 второго сигнала - сомножителя, первую и вторую выходные шины 16 и 17. Работа четырехквадрантного аналогового перемножителя основана на реализации метода переменной крутизны. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„.SU 150465 (51) 4
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
15
13
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГНКТ С00Р
К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4363235/24-24 (22) 11.01.88 (46) 30.08.89. Бюл. Р 32 (71) Московский инженерно-физический институт (72) А.М. Кузюкин (53) 681.335(088.8) (56) Патент США Р 3689752, кл. 235194, 1972.
"IEEE Journal of Solid-State Circuits" Dec. 1986, v. sc-21 В 6, р. 1120-1122, fig. 1.. (54) ЧЕТЫРЕХКВАДРАНТНЫЙ АНАЛОГОВЫЙ
ПЕРЕМНОЖИТЕЛЬ (57) Нзобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является упрощение устройства и снижение потребляемой мощности.
Четырехквадрантный аналоговый перемножитель содержит с первого по восьмой усилительные полевые транзисторы 1. ° .8, источник тока 9, первый и второй каскады 10 и 11 сдвига уровня, первую и вторую входные шины 12 и 13 первого сигнала-сомножителя, первую и вторую входные шины 14 и 15 второго сигнала-сомножителя, первую и вторую выходные шины 16 и 17. Работа четырехквадрантного аналогового перемножителя основана на реализации метода переменной крутизны. 2 ил. з 1504654
Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.
Цель изобретения — упрощение и снижение потребляемой мощности.
На фиг. 1 изображена функциональ" ная схема четырехквадрантного аналогового перемножителя; на фиг. 2 функциональная схема каскада сдвига.
Четырехквадрантный аналоговый перемножитель содержит с первого по. восьмой усилительные полевые транзисторы 1-8, источник тока 9, первый 10 и второй 11 каскады сдвига уровня, первая 12 и вторая 13 входные шины первого сигнала-сомножителя, первая 14 и вторая 15 входные шины второго сигнала-сомножителя, первая 1б.и вторая 17 выходные шины, первая шина 18 питания, вход 19 и выход 20 каскада сдвига уровня, девятый усилительный полевой транзистор 21, генератор тока 22, вторая шина питания 23. 25
Четырехквадрантный аналоговый перемножитель работает следующим образом.
Перемножитель работает на основе широко известного метода переменной
I крутизны, согласно которому один сигнал-сомножитель управляет усилением (крутизной) активного прибора, который усиливает другой сигнал-.сомножитель пропорционально управляющему входному сигналу-сомножителю, В четырехквадрантном аналоговом перемножителе в качестве активных приборов использованы пятый, шестой, седьмой и восьмой усилительные полевые транзис- 40 торы 5-8, работающие в крутой области вольтамперной характеристики.
Рассмотрим работу перемножителя на
МДП-транзисторах с индуцированным ка- 45 налом, используемых в качестве полевых транзисторов.
С первого по четвертый усилительные полевые транзисторы 1-4 работают в пологой области вольтамперной характеристики, для которой ток стока полевого транзистора описывается известным выражением, связывающим его . зависимостью от потенциалов затвора, стока, истока и подложки и т.п. Выходной ток четырехквадрантного аналогового перемножителя описывается выражением
Трын - 4K вх1 U )(g» (2) 4 где 4K — козффициент преобразования;
U,,U — первый и второй сигналы-соВх1 b av множители.
Несмотря на исключительно нелинейное поведение МДП-транзистора в крутой области вольтамперной характеристики, четырехквадрантный аналоговый перемножитель является полностью линейным.
Для работы МДП-транзисторов крутой области вольтамперной характеристики необходимо, чтобы напряжение на их затворах было больше порогового, что и достигается посредством первого 10 и второго 11 каскадов сдвига уровня.
Они представляют собой истоковые повторители напряжения, благодаря которым и осуществляется необходимый сдвиг уровня входного напряжения по второму входу для обеспечения работы с пятого по восьмой усилительных полевых транзисторов 5-8 в крутой области вольтамперной характеристики.
Таким образом, четырехквадрантный аналоговый перемножитель обладает сравнительно простой функциональной схемой, и как следствие сниженной мощностью потребления.
Формула изобретения
1. Четырехквадрантный аналоговый перемножитель» содержащий первый, второй, третий и четвертый усилительные полевые транзисторы, источник тока, затворы первого и третьего усили- тельных полевых транзисторов соедине- ны между собой и являются первой входной шиной первого сигнала-сомножителя перемножителя, затворы второго и четвертого усилительных полевых транзисторов соединены между собой и являются второй входной шиной первого сигнала-сомножителя перемножителя, стоки первого и четвертого усилительных полевых транзисторов соединены между собой и являются первой выходной шиной перемножителя, стоки второго и третьего усилительных полевых транзисторов соединены между собой и являются второй выходной шиной перемножителя первый вывод источника тока соединен с первой шиной питания, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения потребляемой мощности, в него введены пятый, шестой, седьмой и восьмой усилитель54
Составитель О. Отраднов
Редактор И. Сегляник Техред я,Ходанич Корректор М.щароши
Заказ 5253/49 Тираж 668 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101
5 1504б ные полевые транзисторы, первый и второй каскады сдвига уровня, причем входы первого и второго каскадов сдвига уровня являются соответственно первой и второй входными шинами второго сигнала-сомножителя перемножителя, истоки первого и третьего усилительных полевых транзисторов соединены со стоками соответственно пятого и седьмого усилительных полевых транзисторов, истоки которых соединены с вторым выводом источника тока и с истоками шестого и восьмого усилительных полевых транзисторов, стоки которых соединены с истоками соответственно второго и четвертого усилительных полевых транзисторов, затворы пятого и шестого усилительных полевых транзисторов подключены к выходу пер- 20 вого каскада сдвига уровня, затворы седьмого и восьмого усилительных полевых транзисторов подключены к выхо,ду второго каскада сдвига уровня.
2. Перемножитель по п. 1, о т л ич а ю Ш и и с я тем, что в качестве усилительных полевых транзисторов использованы ИДП-транзисторы с индуцированным каналом, причем подложки первого, второго, третьего и четвертого
МДП-транзисторов соединены соответственно с их истоками, а подложки пятого, шестого, седьмого и восьмого 1ЩПтранзисторов соединены с первой шиной питания..
3. Перемножитель по п. 1, о т л и-ч а ю ш и и с я тем, что каскад сдвига уровня содержит девятый усилительный полевой транзистор и генератор тока, причем затвор девятого усилительного нолевого транзистора является входом каскада сдвига уровня, исток соединен с первым выводом генератора тока и является выходом каскада сдвига уровня, сток соединен с первой шиной питания, а второй вывод генератора тока — с второй шиной питания.