Multiplicator în patru cadrane

Se înmulţeşte X cu Y şi se obţine ca rezultat XY. Pe hârtie acest exemplu de calcul nu ridică nici o dificultate. Cum se petrec însă lucrurile în electronică, atunci când X şi Y sunt tensiuni analogice de intrare, iar XY o tensiune analogică de ieşire? Pentru realizarea operaţiei avem puţine montaje la dispoziţie. La cel prezentat aici este vorba de o variantă în patru cadrane, la care X şi Y şi, de asemenea, şi XY pot avea ambele polarităţi.

Multiplicator în patru cadrane 

Punctul de plecare pentru modul de lucru al acestui multiplicator este o succesiune de impulsuri a căror valoare medie, realizată prin- tr-un filtru trece-jos, depinde de produsul celor două mărimi X şi Y. Montajul conţine un generator de impulsuri, a căror lăţime este modulată cu X. Generatorul constă din elementele constructive IC1, R1, R2, R4 şi CI; el îşi primeşte semnalul modulator de la IC2 prin R3. După o filtrare trece-jos (R7, C2; formarea valorii medii), semnalul de ieşire ajunge de la IC1 din nou la IC2 şi este comparat cu valoarea lui X. Prin acest reglaj se ajunge la situaţia că la ieşirea lui IC1 apare un semnal dreptunghiular cu o amplitudine constantă, a cărui lăţime este însă proporţională cu X.
Concomitent, semnalul de ieşire al lui IC1 ajunge la intrarea de comandă a comutatorului FET T1. Dacă T1 conduce, atunci la ieşirea lui IC3 apare o tensiune negativă egală cu mărimea semnalului de intrare Y; în cazul unei reglări corespunzătoare a lui P1, IC3 lucrează ca amplificator inversor. Dacă T1 este blocat, polaritatea tensiunii de ieşire a lui IC3 se inversează.
în spatele lui IC3 avem la dispoziţie o tensiune cu impulsuri dreptunghiulare a căror amplitudine este proporţională cu Y şi a căror lăţime este proporţională cu X. Filtrul trece-jos IC4, R10, R13 şi C3 formează valoarea medie a acestei tensiuni dreptunghiulare, valoare care este proporţională cu XY. Frecvenţa de trecere a filtrului este de circa 330 Hz, la fel de mare ca şi frecvenţa filtrului trece-jos R7-C2.
Cu toate că aici pentru simbolizarea mărimilor de intrare au fost utilizate majusculele X şi Y, montajul nu lucrează numai la tensiuni continue. La frecvenţe de intrare mai joase decât o putere a lui zece a frecvenţei de trecere a filtrului, încă se obţin rezultate bune; autorul a folosit montajul pentru măsurători corelative ale semnalelor EEG de foarte joasă frecvenţă.
Deoarece T1 în stare de conducţie prezintă totuşi o rezistenţă de trecere, este necesară o reglare cu P1 a inversorului (IC3). La tensiuni de intrare de X = 0 V (intrarea se pune la masă) şi Y = +6 V, respectiv X = -6 V, se reglează P1 în aşa fel încât tensiunea de ieşire a lui IC4 să fie minimă (circa ±40 mV).
(P. Creighton)