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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение при построении аналого-цифровых преобразователей и других устройств, использующих запоминание выборочных значений аналогового сигнала.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее диодный мостовой ключ, накопительный элемент на конденсаторе, входной и выходной повторители напряжения, а также два генератора стробируемых токов 1.

Однако данное устройство характеризуется недостаточно высокой точностью из-за прохождения входного сигнала на выход устройства через барьерные емкости разомкнутого диодного мостового ключа, а также ограниченным быстродействием, обусловленным конечным временем выключения тока на выходе -генераторов стробируемых токов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент на конденсаторе, одна обкладка которого соединена с щиной нулевого потенциала, другая - с выходом диодного мостового ключа, вход которого является входом устройства, двух генераторов тока, выходы которых соединены . соответственно через первый и второй переключатели с первым и вторым управляющими входами диодного мостового ключа, выход которого является выходом устройства 2.

Недостатком прототипа является низкая точность из-за сквозного прохождения входного сигнала на конденсатор через барьерные емкости диодов разомкнутого ключа в режиме хранения. Так, в случае использования быстродействующих импульсных диодов с величиной барьерной емкости порядка 1 пФ и конденсатора с номиналом 30 пФ (указанные значения являются типовыми для быстродействующих устройств) величина помехи сквозного прохождения может достигать 3% от амплитуды входного сигнала. К,роме того, время размыкания диодного мостового ключа не может быть меньще полного времени выключения тока на выходе переключателя, что приводит к возникновению существенных апертурных погрещностей при работе с быстроменяющимися сигналами.

Целью изобретения является повыщение точности и быстродействия аналогового запоминающего устройства.

Указанная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый и второй генераторы тока, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго переключателей, первый накопительный элемент на первом конденсаторе, первая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, вторая обкладка является выходом устройства, четыре разделительных элемента на первом, втором, третьем и четвертом диодах, аноды первого и второго диодов

соединены с первым выходом первого переключателя, катоды третьего и четвертого диодов соединены с первым выходом второго переключателя, введены щесть разделительных элементов на пятом, щестом, седьMOM, восьмом, девятом и десятом диодах, два пассивных элемента на первом и втором резисторах, два ускоряющих элемента на первом и втором туннельных диодах, второй накопительный элемент на втором конденсаторе, одна обкладка которого соединена с щиной нулевого потенциала, другая обкладка - с первыми выводами первого и второго резисторов, катодом первого туннельного диода, катодом седьмого диода, анодом второго туннельного диода и анодом восьмого диода, катод которого соединен с анодом четвертого и к.атодом десятого диодов, вторый выводом второго резистора и катодом второго туннельного диода, катод второго диода соединен с анодами седьмого и девятого диодов, вторым выводом первого

резистора и анодом первого туннельного диода, катод первого диода соединен с анодом пятого диода, катод которого соединен с анодом шестого диода и является входом устройства, катод шестого диода соединен с анодом третьего диода, катод девятого диода соединен с анодом десятого диода и второй обкладкой первого конденсатора, вторые выходы первого и второго переключателей соединены с щиной нулевого потенциала. На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит диоды 1-10, туннельные диоды 11 и 12, резисторы 13 и 14, конденсаторы 15 и 16, генераторы тока 17, 18 и переключатели 19, 20.

0 Устройство работает следующим образом.

В режиме выборки генераторы тока 17 и 18 посредством переключателей 19 и 20 подключаются к сложному диодному мостовому ключу, состоящему из диодов 1 -10.

5 Значения выходных токов генераторов 17, 18 выбираются равными и достаточно большими для того, чтобы обеспечить высокое быстродействие схемы в этом режиме. Приэтом рабочие точки туннельных диодов 11

Q И 12 оказываются на диффузионной ветви их вольтамперных характеристик, а диоды 1 -10 смещены в прямом направлении и проводят ток. Тогда по окончании переходного процесса на конденсаторах 15 и 16 устанавливаются равные напряжения, близкие к на5 пряжению входного сигнала.

Переход устройства из режима выборки в режим хранения осуществляется подачей строб-импульса, по которому переключатели

19 и 20 коммутируют выходные токи генераторов 18 и 17 на шину нулевого потенциала Процесс выключения тока через диодный мостовой ключ, также как и в прототипе, про исходит за конечное время. Однако при уменьшении тока через туннельные диоды 11 и 12 до значения тока впадины прЪисходит их быстрое переключение в состояние с низким внутренним сопротивлением. При этом практически весь ток, протекающий через диоды 2 и 4, переключается в туннельные диоды 11 и 12, а диоды 9 и 10, через которые осуществляется заряд конденсатора 16, форсированно выключаются. Тем самым достигается уменьшение апертурной погрешности устройства.

Кроме того, низкое внутреннее сопротивление туннельных диодов И и 12, имеющее величину порядка единиц Ом, шунтирует в режиме запоминания катод диода 2 и анод диода 4 на конденсатор 15, что позволяет уменьшить паразитное прохождение сигнала со входа устройства на конденсатор 16 в Ci5/C6ep раз, где Cis - емкость конденсатора 15, Cffep - барьерная емкость диодов 2, 4.

Благодаря использованию туннельных диодов время размыкания диодного мостового .ключа в предложенном устройстве удается уменьшить по сравнению с прототипом примерно в 3 раза, а погрешность сквозного прохождения - примерно в 30 раз.

АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый и второй генераторы тока, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго переключателей, первый накопительный элемент на первом конденсаторе, первая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, вторая обкладка является выходом устройства, четыре разделительных элемента на первом, втором, третьем и четвертом диодах, аноды первого и второго диодов соединень с первым выходом первого переключателя, катоды третьего и четвертого диодов соединены с первом выходом второго переключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены шесть разделительных элементов на пятом, шестом, седьмом, восьмом, девятом и десятом диодах, два пассивных элемента на первом и втором резисторах, два ускоряющих элемента на первом и втором туннельных диодах, второй накопительный элемент на втором конденсаторе, одна обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, другая обкладка - с первыми выходами первого и второго резисторов, катодом первого туннельного диода, катодом седьмого диода, анодом второго туннельного диода и анодом восьмого диода, катод которого соединен с анодом четвертого и катадом десятого диодов, вторым выводом второго резистора и катодом второго туннельного диода, катод второго диода соединен с анодами седьмого и девятого диодов, вто(Л рым выводом первого резистора и анодом первого туннельного диода, катод первого CZ диода соединен с анодом пятого диода, катод которого соединен с анодом шестого диода и является входом устройства, катод шестого диода соединен с анодом третьего диода, катод девятого диода соединен с анодом десятого диода и второй обкладкой первого конденсатора, вторые выходы первого и второго переключателей соединены с шиной нусо левого потенциала. ел ьо оо со