Устройство выборки и хранения Советский патент 1983 года по МПК H03K17/60 

ответственно с первым, вторьм и тре тьим источниками опорного напряжения, причем база седьмого биполярного транзистора через пятый резистор подключена к выходной иине, а через шестой резистор - к общей шине питания,которая соединена с коллекто ром шест.ого биполярного транзистора.

УСТРОЙСТВО. ВЬТ50РКИ И XPAIDSHIWj содержащее первый.биполярный транзистор, база которого подключена к входной щине, коллектор соединен с эмиттером второго биполярного трарзистора, база котррого соединенасистоком ВДП транзистора и катодом стабилитрона, коллектор второго биполяр- ного транзистора, коллектор и база третьего и база четвертого биполярных транзисторов объединены, эмиттер третьего и четвертого биполярных транзисторов и сток МДП транзистора соединены с первой шиной питания, базы пятого и шестого бипол/трных транзисторов соединены с минами управления,а их эмиттеры через первый источник тока подключены квторой шине питания, коллекторы четвертого и седьмого биполярных транзисторов и затвор ЩП транзистора через конденсатор соединены с общей шиной питания, эмиттеры ;первого и седьмого биполярных транзисторов объединены, анод стабилитрона подключен к выходной шине и через второй источник тока - к второй шине питания, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона входных сигналов, дополнительн9| введены пять биполярных транзисторов, источник тока, три источника опорного напряжения и резисторы, причем база первого дополнительного биполярного транзистора . соединена через дополнительный источник тока с второй шиной питания, через первый резистор - с входной ши§ ной, соединенной через второй резистор с базой седьмого, биполярного /) транзистора, а через третий резисторс базой второго дополнительного биполярного транзистора, соединенной через четвертый резистор с выходной -шиной, коллектор первого биполяр.ного транзистора и эмиттеры второго ;И третьего дополнительных биполярных транзисторов объединены, коллекторы первого биполярного транзистора и третьего и четвертого дополнительных биполярных транзисторов объединены, коллектор второго дополнительного биполярного транзистора соединен с затворомМД11 транзистора, коллектор пятого, эмиттер четвертого дополнитель1шых биполярных транзисторов и эмиттеры первого и седьмого биполярных транзисторов объединены, эмиттеры первого и пятого дополни- тельных биполярных транзисторов подключены к коллектору пятого биполярно го транзистора, базы третьего, четвертого и пятого дополнительных биполярных транзисторов соединены со

Изобретение относится к измерительной технике и можбт быть исполь.зовано в преобразователях формы информации, . Известно устройство выборки и хра нения, содержащее дифференциальный каскад с динамической нагрузкой, токовые переключатели, генераторы тока и запоминающий конденсатор т. Однако известное устройство имеет малый динамический диапазон входных сигналов. , Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрой ство выборки и хранения, содержащее первый биполярный транзистор, база которого подключегга к входной шине, коллектор соединен с эмиттером второ го биполярного транзистора, база, которого соединена с ис ;окомЩ11 транзисто.ра, и катодом стабилитрона, кол лектор второго биполярного транзис- тора, коллектор и база третьего и база четвёртого биполярных транзисторов объединены, э 1иттер третьего . и четвертого биполярйьпс транзисторов и сток ЩП транзистора соединены с первой шиной питания,/базы пятого и .шестого биполярных транзисторов сое динены с шинами управления 5 а их эмиттеры через первый источник тока подключены к второй шине питания, коллекторы четвертого и седьмого би полярных транзисторов и затвор МДП транзистора через конденсатор соединены с общей шиной питания, эмйт;Теры первого и седьмого биполярных транзисторов объединены, анод стаби литрона подключен к выходной шине и через второй источник ,тока - к вт рой шине питания 2 . Недостатком этого известного уст ройства является малый динамический диапазон входных, сигналов. Цель изобретения - расширение ди на.мического диапазона входных сигналов . Поставленная цель достигается тем, что в устройство выборки и хранения, i содержащее первый биполярный тран- . зистор, база которого подключена к входной шине, коллектор соединен с .эмиттером второго биполярного транзистора, база которого соединена с истоком МДП транзистора и катодом стабилитрона, коллектор второго биполярного транзистора, коллектор и база третьего и база четвертого биполярных -транзисторов.объединены, эмиттер третьего и четвертого биполярных транзисторов и сток ВДП транзистора соединены с первой шиной питания, базыпятого и шестого биполярных транзисторов соединены с шд-нами управления, а их эмиттеры через первый источншс тока подключены к второй шине питания, коллекторы четвертого и седьмого биполярных транзисторов и затвор ВДП транзистора через конденсатор соединены с шиной питания, эмиттеру первого и седьмого биполярных транзисторов объединены, анод стабилитрона подключен к выходной иине и через второй источник тока - к второй шине питания, дополнительно введены пять биполярных; транзисторов, источник тока, три источника опорного напряжения и резисторы, причем база первого дополнительного биполярного транзистора соединена через дополнительный источник тока с второй шчг ной питания, через первый резистор С вх9,цной 1юной, соединенной через второй резистор с базой седьмого биполярного транзистора, а через третий резистор - с базой второго дополнительного биполярного транзистора, соединенной через четвертый резистор с выходной шиной, коллектор первого биполярного транзистора и эмиттеры второго и третьего дополнительных биполярных транзисторов объединены, коллекторы первого биполярного транзистора и третье3го и четвертого дополнительных биПОЛЯР1ШХ транзисторов объединены о лектор второгх) дополнительного бипол ного транзистора соединен с затворо МД11 транзистора, коллектор пятого, эмиттер четвертого дополнительных биполярнык транзисторов и эмиттеры первого и седьмого биполярных транзисторов объединены, эьап тары первого и пятого дополнительных биполярных транзисторов подключены к коллектору пятого биполярного транзистора, базы третьего, четвертого и пятого дополнительных биполярных транзисторов, соединены соответствен но с первым, вторым и третьим источ никами опорного напряжения, причем база седьмого биполярного транзистора через пятый резистор подключен к выходной шине, а через шестой резистор - к общей пшне питания, которая соединена с коллектором шестого биполярного транзистора. На фиг.1 представлена принципиал ная злектрическая схема устройства; на фиг. 2 - его амплитудная характе ристика., Устройство содержит первый бипо;лярный транзистор 1, входную шину 2 второй биполярный транзистор 3 1ЩП транзистор 4, стабилитрон 5, третий 6, четвертый 7, пятый 8 и шестой 9 биполярные транзисторы, первый источник 10. тока, седьмой биполярный транзистор 11, конденсатор 12, выходную шину 13, второц источник 14 тока, первый дополнительный биполяр ный транзистор 15, дополнительный источник 16 тока, резисторы 17-19, втррой дополнительный биполярный транзистор 20, резистор 21, третий 22 четвертый 23 и пятый 24 дополнительные биполярные транзисторы, резисторы 25 и 26, блок 27 управлен и источники 28-30 опорного напряже- нйя, Устройство работает следукщим об разом. ,. . I Вначале рассмотрим амплитудную характеристику устройства, которая обеспечивает широкий динамический Д апазон входных сигналов. В режиме выборки от блока 27 управления на базы пятого 8 и шестого 9 биполярных транзисторов подается такой сиГ нал, что транзистор 8 открыт, а ; .транзистор 9 закрыт.Ток от источника 10 запитывает транзисторы I,3, 7,11,15,20,22,23 и 24, В зависимост 3 от уровня входного сигнала одни из этих тр нзйстор рв; будут открыты, а другие закрыты. Рассмотрим это подробнее. ТТусть на входнуюиину 2 устройства подается входной сигнал положительной или отрицательной полярности тшсой величины, что Кл 4 . Ь (фиг.2, участок ДБ), при этом первый дополнительный биполярный транзистор 15 закрыт, а пятьш допол ннтельный бицоляриьш транзистор 24 открыт, вследствие того, что с помощью дoпoлнитeль ra o источника 16 тока и первого резистора 17, а , также с помощью источника 30 опор-, iHoro напряжения (Eorti) создаются такие условия, что вдипазоне входных сигналок-и « U0j(UjJ на базе первого до,полнительного биполярного транзистора всегда напряжение более отрицательное, чем на базе пятого дополнительного биполярного тран- . зистора. Для этого необходимо обес„печить, чтобы. . ; i lUi. -fEonvl-. (0 , . . При у 1еньшении входного сигнала база первого дополнительного биполярного транзистора становится более отрицательной и указанные условия будут только .улучшаться. Ток 1« выбирают в пределах нескольких миллиампер. EQJ-,- должно быть на 1-2 В больше, чем магссимальное значение входного сигнала отрицательной полярности- ДЛЯ того, чтобы транзистор 24 не входил в насыс ение. Эти условия определяют выбор pesMCTOPii Г/ при зпданНОМ значении U При условии (l) в диапазоне U С 4 и пу и,{-второй и третий дополни тельные биполярные транзисторы 20 И 22 обесточены. В этом же диапазоне входных сигналов четвертый дополни- /тельный биполярный транзистор закрыт, так как его база подключена К втором источнику 29 опорного напряжения, причём . Eon.7i (2) Для сигналов, более положительных, чем и/л } напряжение на базе первого биполярного транзистора по отношению к базе четвертого дополни- тельного биполярного транзистора положительно и поэтому транзистор 23 закрыт.Следовательно в диапазоне U2;- вх tC.U| открыты транзисторы 1,11,3,6,7, 24,8 и 4, устройство представляет собой неинвертирующий усилитель, ко эффициент которого определяется резисторами 25 и 26 обратной связи: К « 1 - Кв/Кб, (З) . Необходимо такке отметить что для исключения влияния резисторов 18, 19 и 21 на коэффициент передачи усилителя, следует вьшолнить уело- ВИЯ , , л г . (.) . . R,fe«- Re . . k ei. . Эти условия в реальной схеме выполнить нетрудно« При увеличении входного сигнала отрицательной полярности так, что jUexl четвертый дополнительный биполярный транзистор 23 откроется, а первый биполярный транзисто 1 закроется. Схема начнет работать как Ш-1В ер тирующий усилитель, при этом наклон ЛИНИИ А0 будет опредепяться величиной резистора 18. При увеличении входного сигнала положительной полярности i)|)(,j , первый. дополнительньш биполярный транзистор 15 откроется, а пятый дополнительньш биполярный транзистор 24 закроется вследствие того, что база транзистора 15 в диапазоне положительна по отношению к базе транзистора 24. Это приведет к обесточиванию Ьервого и седьмого биполярных траи1исторов. Входной сигнал в этом -случае будет поступать на усилитель, у которого .дифференциальный каскад собран на втором и третьем дополнительных биполярных транзисторах. Устройство при (lljj работаеткак инвертирующий усилитель,. Таким образом наличие дополнител ных биполярных тралзисторов и их соединение позволяет получить лома ную амплитудную характеристику уст ройства участка вДбГ , при этом сиг налы-малой, величины усиливаются е коэффициентом усиления К 1, а сигналы большой величины усиливаются существенно меньше, что позволяет расширить диапазон входных сигналов. Данное устройств.о как бы заменяет два устройства с разными коэффициентами усиления, В режиме хранения от блока 27 управления на базы четвертого и пятого биполярных транзисторов подается такой полярности и величины сигнал, чтобы транзистор 8 закрылся, а транзистор 9 открылся„ Независимо от величины входного сигнала все остальные биполяртлые транзисторы обесточиваются за очень короткое время (менее. 1 не), а на конденсаторе 12 зафиксируется напряжение, которое было на нем до подачи управляющего сигнала. Так как режим ВДП транзистора 4 лишь незначительно изменится (за счет уменьшения нагрузки), то напряжение на выходной шине 13 останется .равным тому напряжению, которое было до по-. дачи управляющего сигнала. В описанной схеме нагрузкой дифференциальных каскадов служат третий и четвертый биполярные транзисторы 6 и 7, которые включены для получения большого коэффициента усиления без отрицательной обратной связи. Второй биполярный транзистор 3 включен для выравнивания мощности, рассеиваемой на транзисторах дифференциального каскада. Стабилитрон 5 включен для обеспечения нормальной передачи сигналов отрицательной по-лярности. Генератор тока 14 включен для уменьшения нелинейных искажений при передаче сигналов отрицательной и положительной полярности. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает режим выборки и хранения, причем в режиме выборки амплитудная характеристика устройства имеет вид ломаной линии, что увепичивает динамический диапазон вход-, ных сигналов.

5

л,

Фиг.1