Аналоговый перемножитель сигналов

Аналоговый перемножитель сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социалистические

Республик

«» 702382

«. "" . (: Х

3 "! г" «« F г

- " мй!.; (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (5!)М. Кл.

S 06 G 7/16 (22) Заявлено 28.06.77 (21) 2500782/18-24 с присоединением заявки М

Гасударственный комитет

СССР

00 делам изобретений н открытий (23) П риорнтет (5З) УДК 681.335 (088. 8) Опубликовано 05.12.79, Бюллетень И 45

Дата опубликования описания 0.12.79 (72) Авторы изобретения

/.

В. П. Тарасов, В. Н. Тимонтеев, И. П. Степаненко, В. A. Ткаченко и В. В. Заика (7!) Заявитель (54) АНАЛОГОВЫЙ ПЕРЕМНОЖИТЕЛЬ СИГНАЛОВ!

Изобретение касается электрических вычислительных устройств и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известны аналоговые перемножители, содержащие дифференциальный усилительS ный каскад, генератор стабильного то-, ка (1)«

Зто устройство имеет низкую точность вследствие большого влияния синфазной

10 помехи.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является аналоговый перемножитель сигналов, содержащий первый и второй дифференциальные усиля тельные каскады, выходы которых соединены перекрестно и подключены к выходам перемножи геля, первый дифференциальный источник тока, входы которого присоединены к первому и второму входам перемножителя, источник напряжения смещения, выход ко горого через соответствующие диоды соединен со входами первого дифференциального усилительного каскада, 2 выходы первого дифференциального источника тока подключены ко входам перво- го дифференциального усилительного каскада, второй дифференциальный источник гока, к управляющему входу которого присоединен один вывод первого генератора стабильного тока, входы второго дифференциального источника тока соединены с третьим и четвертым входами перемножителя, к управляющим входам первого и второго дифференциальных усилительных каскадов подключены выводы второго и третьего генераторов стабильного тока соответственно, другие выводы которых соединены со вторым выводом первоге генератора стабильного тока и первой шиной питании, вторая шина питания через соответствующие нагрузочные элементы подключена к выходам перемножителя (2),.

Это устройство также. имеет. не высо.кую точность работы вследствие малого подавления однот;о из сигналов-сомножителей при. нулевом значении второго сиг25

3 7023 нала — сомножителя и температурных из-„, менений параметров дифференциальных

". 1 усилительных каскадов.

Бельь изобр.ет ения — повышение точнос ти работы за счет повышенного подавления одного сигнала — сомножителя при нулевом значении другого и температурной стабильности. йля этого в него введены дополнительные линеаризирующие диоды и третий 1О дифференциальный источник ТоКВ входы которого соединены с соответствующими входами первого дифференциального источника тока, выход источника напряжения смещения через соответствующие дополнительные линеаризующие диоды соединен со входами второго дифференциального усилительного каскада, к управляющим входам первого и третьего дифференциальных источников тока присоединены соответсч вуюп йе выходы второго дифференциального источника тока, выходы третьего дифференциального источника тока соединены со входами второго дифференциального усилительного каскада.

На чертеже представлена функциональ ная схема устройства.

Оно содержит линеаризирующие диоды 1,2, источник напряжения смещения

ЗО

3, дополнительные линеаризирующие диоды 4,5, нагрузочйые элементы 6,7, первьй и второй дифференциальные усилительные каскады 8 и 9, первый, второй и третий дифферейциальные источники тока

10, 11 и 12, первый, второй и третий

35 генераторы стабильного тока 13, 14 и

15, первый, второй, третий и четвертый входы 16, 1.7, 18 и 19 перемножителя, первая и вторая шины питания 20 и 21, выходы 22, 23 перемножителя.

Устройство работает следующим образом.

Первый сигнал-сомножитель через первый ивторойвходы 16 и 17 перемножителя подается на входы первого. и третьего диф- ференциальных источников тока 10 и 12, усиливается ими и поступает на входы первого и второго-дифференциальных усилительных каскадов 8 и 9, где также происходит усиление сигнала. Второй сиг san-сомножитель через третий и четвер-. . тый входы 18 и 19 перемножичеля поступает на входы второго дифференциальНОГО истОчниеа тОеа 1 1 и вызывает разбаланс его выход токов. Выходные токи второго дифференциального источника . тока 11, за счет изменения дифференциального сопротивления линеаризующих

82 4 диодов 1 и 2 и дополнительных линеаризирующих диодов 4,5 управляют усилением (коэффициентом передачи) первого и третьего дифференциальных источников тока 1 0 и 1 2. В результате усиление этих каскадов становйтся неравным.

Следствием этого является появление напряжения на выходах 22, 23 перемножителя, которое зависит от величин первого и второго сигналов=.сомножителей. Из-, вестно, что коллекторный ток транзистора является зкспоненциальной функцией напряжения его базо-эмитерного перехода.

Поскольку прелложенный аналоговый перемножитель выполнен на транзисторах, то для компенсации экспоненциальной нелинейности по входам (базовым цепям транзисторов) первого и второго дифференциальных усилительных каскадов 8 и 9 используются логарифмические свойства линеаризирующих 1,2 и дополнительных линеаризирующих диодов 4,5. В результяте компенсации имеет место, во-.первых, практически линейная зависимость между токами линеаризирующих диодов 1, 2 и выходными токами первого дифференциаль- - . ного усилительного каскада 8, а также между токами дополнительных линеаризирующих диодов 4,5 и выходными токами второго дифференциального усилительного каскада 9, во-вторых, повышенная температурная стабильность. Выходное напряжение аналогового перемножителя сигналов представляет собой разность выходных

1 напряжений первого и второго дифференциальных усилительных каскадов 8 и 9.

В свою очередь, выходное напряжение, например, первого дифференциального усилительного каскада 8 пропорционально произведению величин первого сигналасомножителя, коэффициента передачи первого дифференциального усилительного каскада 8, коэффициента передачи первого дифференциального источника тока 10, величина которого является функцией втоРОГО сиГнала-сомножителя ВыхОднОе на пряжение второго дифференциального усилительного каскада 9 пропорционально произведению величин первого сигналасомножителя, коэффициента передачи второго дифференциального усилительного каскада 9, коэффициента передачи третьего дифференциалЬного источника тока 1 2, величина которого является функцией второго сигнала-сомножителя. Таким образом, выходные напряжения первого и второго дифференци альных усилительных еасеадо в

8 и 9 пропорциональны произведению nep- .

55

5 702 38 ного и второго сигиииов-сомножителей. "..ледовательно, выходное напряжение аналогового перемножителя сигналов, представлякнпее собой разность выходных напряжений укаэанных каскадов, также пропорционально произведению сигналов-cîìножителей. Предположим, что второй сигнал-сомножитель, действуя на входы второго дифференциального источника тока

11, вызывает разбаланс его выходных 1о токов. Эти токи являются токами управления первого и третьего дифференциальных источников тока 10 и 12, т. е. токами, протекающими в общей цепи этих каскадов. Изменения токов управления в равной степени делятся между первым и тр етьим дифференциальным источниками тока 10 и 12. Баланс же выходных напряжений каждого из этих каскадов не нарушается. В результате, при нулевом значении первого сигнала- сомножителя, напряжение на выходах 22, 23 перемножителя также равно нулю. При нулевом значении второго сигнал а-сомножителя токи управления первого и третьего дифференциальных источников тока 10 и 12 равны, т. е. усиление (коэффициент передачи) этих каскадов одинаково. Первый сигнал-сомножитель в равной степени усиливается первым и третьим дифферен30 циальными источниками тока 10 и 12, а также первым и вторым дифференциальными усилительными каскадами 8 и 9.

Выходные напряжения первого и второго дифференциальных усилительных каскадов

8 и 9 одинаково изменяются:как по величине, так и по знаку, баланс же напряжения на выходах 22, 23 перемножителя не нарушается, т. е. выходное напряже40 ние перемножителя при нулевом значении второго сигнала-сомножителя также равно нулю. Таким образом, предложенный аналоговый перемножитель сигналов обладает новым качеством- более высокой

45 точностью работы, благодаря повышенному подавлению одного из сигналов — сомножителей при нулевом значении другого сигнала — сомножителя, а так же за счет повышенной температурной стабильности, 50 достигнуты вследствие слабого взаимо влияния входных цепей первого и второго дифференциальных усилительных каскадов

8и9.

Формула изобретения

Аналоговый перемножитель сигналов, содержащий первый и второй дифферен2 6 циальные усилительные каскады, выходы которых соединены перекрестно и подключены к выходам перемножителя, первый дифференциальный источник тока, входы которого присоединены к первому и второму входам .перемножителя, источник напряженич смещения, выход которого через соответствующие линеаризирующие диоды соединен со входами первого дифференциального усилительного каскада, выходы первого дифференциального источника тока подключены ко входам первого дифференциального усилительного каскада, второй дифференциальный источник тока, к. управляющему входу которого присоединен один вывод первого генератора стабильного .тока, входы которого дифференциального источника тока соединены с третьим и четвертым входами перемножителя, к управляющим входам первого и второго дифференциальных усилительных каскадов подключены выводы второго и третьего генераторов стабильного тока соответственно, другие выводы которых соединены со вторым выводом первого генератора стабильного тока и первой шиной питания, вторая шина питания через соответствующие нагрузочные элементы . подключена к выходам перемножителя, отличающийся тем,что,с целью повышения точности работы за сче повышенного подавления одного сигнала сомножителя при нулевом значении другого и температурной стабильности, в него введены дополнительные.линеаризирующие диоды и третий дифференциальный источник тока, входы которого соединены с соответствующими входами первого дифференциального источника тока, выход источника напряжения смещения через соответствующие дополнительные линеариэуюш;ие диоды соединен со входами второго дифференциального усилительного каскада, к управляющим входам первот.о и третьего дифференциальных источников тока присоединены соответствующие выходы второго дифференциального источника тока, выходы третьего дифференциального источника тока соединены со входами второго дифференциального усилительного каскада, Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Шило В. Л . Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре, Советское радио, 1974, с. 163-164, рис. 4.35.

2, Патент Японии % 48-20932, кл. 97(8) В12, 1973 (прототип).

702382.

Составителц О, Chpаднов

Рвдактор В. Сапирштейн Гвхрэд 3. Фанта . Корректор О. Ковинскаи

Заказ 7590/46 . Гираж 780 «Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитата СССР по делвм изобретений и открытий

l13035, Москвр. Ж-35, Раушскаи наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектнаи, 4