Аналоговое запоминающее устройство Советский патент 1983 года по МПК G11C27/00 

00

ел .1 .1 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для записи и хранения информации, заключенной в амплитуде электрических импульсов. Известно аналоговое запоминающее устройство, построенное на накопительны конденсаторах ij , ОсЕОйным недостатком емкостного запоминающего устройства является малое; время хранения информации, что обусловлено разрядом накопительного конден сатора через входное сопротивление каскада, подключаемого к конденсатору, и выходное сопротивление источника информации. Данное устройство характеризуется также сравнительно низким быстродей ствием, обусловленным конечным временем заряда накопительного конденсатора при записи информации.. Наиболее близким к изобретению является аналоговое запоминающее устройство, которое-содержит последовательно соединенные ключ, элемент памяти, выполненный в виде последовательно соединенных туннельных диодов, элемент считывания, стабилизатор тока, соединенный с эле.ментом памяти, и формирователь импульсов сброса, вход которого подключен к выходу элемента считывания, а выход соединен со стабилизатором тока 2j. Быстродействие известного запоминаю щего устройства, определяемое частотtoiMH свойствами туннельнЬ1х диодов, существенно выше, чем быстродействие емкостных запоминающих устройств. Вольт-амперная характеристика запоминающего элемента этого устройства имеет несколько устойчивых состояний, число которых равно числу туннельных диодов в цепочке. При поступлении на запоминающий элемент данного устройства записываемого напряжения его рабочая точка из некоторого начального, близкого к нулю положения переходит в. новое устойчивое состояние, соответствующее с точ- , ностью, определяемой дискретностью вольт-амперной характеристики, записываемому напряжению. Дискретность вольтамперной характеристики запоминающего лемента в данном устройстве, определяемая напряжением между двумя сооедш ми устойчивыми состояниями, приблизительно равна напряжению раствора исполь зуемых туннельных диодов. Йапряжение раствора у туннельных диодов составляет десятые доли вольта, поэтому точность запоминания аналоговой информации в вид 19 амплитуды импупьсов напряжения в да№ном устройстве сравнигега.но низка. Количество туннельных диодов в запоминающем элементе данного устройства, необходимое для записи некоторого напряжения, определяется выражением .1) П - количество туннельных диодов-в запоминающем элементе; U - записываемое напряжение; напряжение раствора туннельного диода. Учитывая, что напряжение раствора туннельных диодов составляет десятые доли вольта,для записи напряжений в несколько десятков вольт известное за- .поминающее устройство должно содержать большое (до нескольких сотен штук) количество последовательно соединенных туннельных диодов, что усложняет его конструкцию и снижает надежность работы. Кроме того, известное устройство характеризуется нюкой точностью запоминания .информации. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная,цельдостигается тем, что в аналоговое запоминающее устройстве), содержащее ключ, вход которого является входом устройства, элемент памяти на туннельных, диодах, вход и первый выход которого соединены с выходом кяюча, выходом стабилизатора тока и с входом элемента считывания, формирователь нмпульсов сброса, вход которого соединен с выходом элемента считывания, вьтход формирователя импупьсов сброса. соединен с входом стабилизатора тока, выход элемента считывания является выходом устройства, и шину нулевого потенциала, введены нелинейньШ элемент и ограничи- . тельный элемент, вход которого соединен с вторым выходом элемента памяти, вытс ход ограничительного элемента соединен с шиной нулевого потенциала, группа входов элемента памяти соединена с выходами нелинейного элемента. На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного устройства; а на фиг. 2 - 4 - вольт- амперные характеристики туннельного диода и элемента памяти. Устройство содержит ключ 1, элемент 2 памяти, элемент 3 счи ь1вания, формирователь 4 импульсов сброса, стабилизатор 5 тока, нелинейный элемент б. ограйичитепьный эпемент 7, выпопненный на резисторе. Эпемент 2 памяти содержит поспедоватепьно ,соединенные туннепы -ные диоды, а непинейный эпеменг - по, следовательно соединенные диоды, Сопротивпвние- R резистора ограничительного ёпемента выбирается из выражения о . - минимальное входное напряжеиие;i - ток, .протекающий через эпемент 2 памяти от стабипизатора 5 тока. Кривая Д (фиг. 2) представляет собой вольт-амперную характеристику параллельного соединения туннельного диода ГИ307А и импульсного диода 1Д508А. Суммарная характеристика одной, такой запоминающей ячейки напоминает характеристику одного туннельного диода, поскольку имеет участок с отрицательным .сопротивлением. Вольт-амперная характеристика элеме ,та памяти в предложенном устройстве, представляющего собой несколько включенных последовательно туннельных диодо имеет, несколько устойчивых состояний число которых равно числу иопользова ных туннельных диодов. ; Вольт-амперная характеристика цепочк последовательно соединенных туннельных диодов имеет вид, представленный на фиг. 3. Включение последовательно с цепочкой ограничительного 7 элемента, выпопненного в виде резистора, приводит к тому, что характеристика сдвигается ваоп оси напряжений на величину U - R , где - ток стабилизатора, протекающий через элемент 2 памяти; R - сопротивпение резистора ограничительного 7 элемента. Результирующая вольт-амперная характеристика элемента 2 памяти (фиг.4 представляет собой цепочку из посдедовательно соединенных туннельных диодов, параллельно каждому из которыхподкцк чен обычный полупроводниковый диод, при этом последовательно с цепочкой включен резистор. Характеристика имеейг несколько устойчивых состояний, число которых соответствует числу туннельных диодов, при этомона сдвинута вправо вдоль оси напряжений. .. Устройство работает следующим об- , , разом. Величина тока ч через элемент 2 . памяти определяется стабилизатором тока 5. При огсутствии измеряемого импупьса на входе ключа 1 рабочая точка элемента 2 памяти находится в положении а и на выход устройства через элемент 3 подается напряжение U , соответствук щее исходному состоянию устройства и приблизительно равное U - i R . Сопротивление резистора R, ограничительного элемента 7 №1бирается из условия (2), в результате чего напряжение на выходе устройства в исходном состоянии приблизительно равно минимально возможной амплитуде запоминаемы х импульсов U min. При поступлении через ключ 1 на эпемент 2 памяти импульса напряжения рабочая элемента 2 памяти переходит в новое устойчивом состояние, соответствующее амплитуде входного импульса, и это напряжение через элемент 3считывания подается на вход устройства. По окончании входного 1шгпульса рабочая точка элемента 2 памяти находич ся в новом уст ойчиьом состоянии скол угодно долго, при этом на вы ходе элемента 3 .счшывания, а следовательно, и на выходе устройства сохраняется напряжение, равное амплитуде входного импупьса, с точностью, определяемой степенью дискретности вольт-амперной характеристики элемента 2 памяти. Для возвращения. устройства в исход,ное состояние необходимо перевести рабочую точку элемента 2 памяти в положение а. Для этого служит формирователь 4импульсов сброса. Импульсы с выхода элемента 3 своим передним фронтом запускают формирователь 4 импульсов сброу.са, который через время, опредепгаемое необходимой длительностью выходного импульса устройства, формирует управляющий импульс, включающий на короткое время стабилизатор 5 тока, через который питается элемент 2 памяти. При этом ток i через эпемент 2 памяти прекращается, и напряжение нэ выходе . устройства становится равным нулю. При включении стабилизатора 5 тока по окон чании управляющего импульса с формкроватепя 4 импульсов сброса рабочая точка вновь переходит в положение а, т.е. устройство оказывается в исходном соотоянии и готово к обработке следующего входнох-с шпульса. Точность запоминания информации в предлагаемом устройстве определяется степенью дискретности вольтт-амперной характеристики его запоминающего элемеин та, которая в свою очередь определяете напряжением раствора его отдельного $10 туннельного диода. Напряжение раствора одного туннепьного диода (фиг. 2) в пред пагаем 4 устройстве дпя рассмотренных конкретных типов эпементов примерно в два раза меньше, чем напряжение раствора одного туннепьного диода, используемого в качестве отдельного туннепь-ного диода в известных устройствах. Следовательно, точность запоминания информации в предложенном устройстве выше, чем. в известном. Используя различные 1-ипы туннельных диодов и различные эле19менты с нелинейной вольт-амперной характеристикой, подключаемые к ним, можно в широких пределах регулировать напряжение раствора отдельного туннельного диода; элемента памяти предложенного устройства, а следовательно, получать |Необходимую точность запоминанш ийформации. В случае записи сравнительно высоких напряжений, изменяющихся в узких пределах, предлагаемое устройство обладает более высокой надежностью работы.

АНАЛОЮВОЕ ЗАПОМИНАЮ-ЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее ключ, ; вход которого является входом устройства, элемент памяти на туннельных диодах, вход и первый выход которого соединень с выходом кпюча выходом стабилизатора тсжа и с входом элемента считывания, формирователь импульсов сброса, вход которого соединен с выходом элемента считыватш, выход формирователя импульсов сброса соединен с входом стабилизатора тока, выход элемента считывания является выходом- устройства, и шину нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с цепью повышения точности устройства, в него введены нелинейный элемент и ограничительный элемент, вход которого соединен с вторым выходом элемента памяти, выход ограивн читепьного элемента соединен с шиной i нулевого потенциала, группа входов элемента памяти соединена с выходами не(Л линейного элемента.

7

КнА

Ui

Фиг,3

и