Аналоговое запоминающее устройство Советский патент 1984 года по МПК G11C27/00 

i Изобретение относится к вычислительной те:хнике и предназначено для использования в быстродействующих и сверхбыстродействующих, аналогоцифровых преобразователях. Известно аналоговое запоминающее устройство разомкнутого типа, содер жащее токовые ключи, буферные усили тели и схемы стробирования t1. ; Недостатками данного устройства являются невысокая точность, являюща результатом ошибки буферных усилите лей и ключа, появляющаяся в результате наличия р-п-переходов в цепи прохождения сигнала, падение напряж ния на которых меняется при изменен режима по току, нестабильность вход ного тока фиксатора, влияние цепи управляющего сигнала на напряжение на запоминающем конденсаторе. Это очевидно из того, что для данного устройства напряжение на выходе в режиме записи имеет вид: М1 2 3 ивыч где К и Kj - коэффициенты передачи буферных усилителей; р с электродвижущая сила Ciwf см2 В смещения буферньк усилителей и ключа. Общая погрешность такого аналого вого запоминающего устройства определяется погрешностью коэффициентов а правой части вьфажения (1). Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ана логовое запоминающее устройство, содержащее ключ, входной накопитель ный конденсатор, блок развязки, выходной усилитель и .формиро.ватель строб-импульсов С2. Однако схема известного аналогов запоминающего устройства по своей структуре является разомкнутой. При менение двух накопительных элементо Конденсаторов) ведет к использовани двойного заряда-перезаряда накопительных элементов, что уменьшает бы стродействие и снижает точность запоминания сигнала за счет увеличения коэффициента передачи и погрешности, связанной с диэлектрической поляризацией. Возрастает также и апертурное время. Цель изобретения - повышение точ ности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается те что в аналоговое запоминающее уст7ройство, содержащее накопительный элемент на конденсаторе, одна из- обкладок которого соединена с выходом ключа и с первым входом первого уси- . лителя, формирователь стробирующих импульсов, первьй вход которого соединен с шиной управления, второй усилитель, выход которого является выходом устройства, первьш вход второго усилителя соединен с выходом блока развязки, первый вход которого соединен с выходом первого усилителя, первый выход формирователя.стробирующих импульсов соединен с вторым входом блока развязки, первый вход ключа является входом устройства, и шину нулевого потенциала, введены элемент задержки, компаратор и двухполярный источник напряжения смещения, выходы которого соединены соответственно с вторыми входами усилителей, второй выход формирователя стробирующих импульсов соединея с вторым входом ключа, первый вход которого соединен с входом элемента задержки, входы компаратора соединены соответственно с выходом элемента задержки и с выходом цервого усилителя, выход кощ1аратора соединен с вторым входном формирователя стробирующих им- пульсов,другая обкладка конденсатора . соединена с шиной нулевого потенциала. На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит шину 1 нулевого потенциала, элемент 2 задержки, ключ 3, накопительный элемент на конденсаторе 4, компаратор 5, первьй усилитель 6, двухполярньш источник 7 напряжения смещения, шину 8 управления, форг-шрователь 9 стробирующих импульсов, блок 10 развязки, второй усилитель 11. Елок Ю развязки содержит генераторы 12 и 13 токов, ключ, выполненный на транзисторах 14 и 15, управляющий каскад, выполненный на транзисторах 16 и 17, резистор 18. Устройства работает следуюшдм образом. Б режиме слежения ключ 3 замкнут, а ключ с бпоке 10 развязки разомкнут. Входной сигнал поступает через элемент 2 задержки на первый вход компаратора 5, а также через ключ 3 заряжает накопительный элемент конденсатор 4. Коэффициент передачи усилителя 6 равен единице, поэтому напряжение ,на его выходе равно напряжению на конденсаторе 4. В момент равенства напряжений на входах компаратора 5 последний устанавливает формирователь 9 в такое состояние,при ICOTOром напряжение с его выхода воздействует на ключ 3 и на блок Ю развязки таким образом, что ключ 3 за крывается, а ключ в блоке 10 открывается. С этого момента начинается рейсим хранения. Напряжение с конденсатора 4 через усилитель 6, блок 10 развяз ки и усилитель 11 поступает на вход устройства для измерения. После око чания измерения на шину 8 приходит (от измерительного устройства.) импульс - который воздействует на формирователь 9 и с его помощью устанавливает ключ 3 и ключ в блоке 10 развязки в исходное состояние. В реальном компараторе на его входах необходима минимальная разность сигналов, определяемая его чу ствительностью, поэтому на первый вход компаратора 5 подается напряже ние UDJ( а на его второй вход подается сигнал, равный , где Ugj; - напряжение на втором вход , компаратора 5; и.. - напряжение на. конденсаторе 4; ди - напряжение источника 7, равное чувствительности компаратора 5. Операция сложения напряжений U иди происходит в усилителе 6. Для исключения погрешности, вызванной добавлением напряжения U источника 7, определяемого чувствительностью компаратора 5, такое же по величине напряжение вычитается в усилителе 11, поэтому в режиме хр нения сигнала напряжение , на выходе устройства равно напряжению U- на конденсаторе 4. ..L Для исключения временного сдвиг между напряжениями на входах компа ратора 5 между входом устройства и первым входом компаратора 5 вклю чен элемент 2 задержки с временем задержки, равным КЛ где t, - время задержки элемента t, - время задержки ключа 3; t к - время задержки усилителя 6. Значение выходного напряжения предложенного аналогового запоминающего устройства и известного устройства согласно выражения (1) можно представить в следующем виде: вых Е. гд.е Е,, - электродвиж тцая сила смещения ключа 3; К - коэффициент передачи усилителя 6; - электродвижущая сила смещения усилителя 6; Е - электродвижущая сила смещения блока 10 развязки; 2 коэффициент передачи усилителя 11; 2 электродвижущая сила смещения усилителя 11. Поскольку напряжение на входе ключа 3 равно напряжению на выходе усилителя 6, следовательно, цепь ключ 3 конденсатор 4 - усилитель 6 не вносит дополнительной погрешности, то Е, К и f из выражения (4) исключаются. Таким образом, окончательное вьфажение для выходного напряжения предложенного аналогового запоминающего устройства значительно упрощается и принимает следующий вид: UBWX Е + K.J (5) Из сравнения выражений (4) и (5) следует, что при идентичности параметров всех применяемых элементов в известном ив предлагаемом устройствах абсолютная величина погрешности передачи напряжения сГ равна разности напряжений Ug,.j известного устройства и , л редлагаемого на величину, которая получается при вычитании выражений (5) из (4), т.е. ,.ПР..З Е,К.и,,-Ь + К/1 (6) Использование двойного заряда перезаряда накопительных элементов в известном устройстве снижает его быстродействие примерно в два раза по сравнению с предложенным аналоговым

запоминающим устройством, где отсутствует перезаряд накопительного элемента

Предложенное устройство используется в аналого-цифровых преобразователях с частотой дискретизации

до 15 мГц, Получаемый экономический эффект of применения изобретения связан с улучшением таких характеристик АПП как ТОЧНОСТЬ; быстродействие, уменьшение апертурной погрешности.

АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее накопительный элемент на конденсаторе, одна из обкладок которого соединена с выходом ключа и с первым входом первого усилителя, формирователь стробирующих импульсов, первый вход которого соединен с шиной управления, второй усилитель, выход которого является выходом устройства, первый вход второго усилителя соединен с выходом блока развязки, первый вход которого соединен с выходом первого усилителяs первый выход формирователя стробирующих импульсов соединен с вторым входом блока развязки, первый вход ключа является входом устройства, и шину нулевого потенциала;, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены элемент задержки 5 компаратор и дв тсполярный источник напряжения c se цeния, выходы которого соединены соответственно с вторыми входами усилителей, второй выход формирователя стробирующих имi пульсов соединен с вторым входом ключа s первый вход которого соединен с входом элемента задержки, входы компаратора соединены соответственно с выходом элемента задержки и с выходом первого усилителя, выход компаратора соединен с вторым входом формирователя стробирующих импульсов, другая обкладка конденсатора соеди00 4 нена с шиной нулевого потенциала., 00

rvY L. п- Т Ш ,