Аналоговое запоминающее устройство Советский патент 1984 года по МПК G11C27/02 

Изобретение относится к вычислительЕной технике и может применяться для построения устройств выборки запоминания в аналого-цифровых преобразователях или в качестве выходного устройства в многоканальных цифроаналоговых преобразователях.

Известно аналоговое запоми11аюи1ее устройство, содержангее два операционных усилителя, накапливающий конденсатор, ключи, выполненные на биполярном транзисторе и МОП-транзисторе, два ограничительных и компенсирую ций диоды 1.

Недостатками данного устройства являются большое апертурное время, следовательно, малое быстродействие и невысокая точность запоминания входного напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является а)алоговое запоминающее устройство, содержащее входной дифференциальный каскад на двух усилительных п-р-п транзисторах, эмиттеры которых соединены через резисторы и через стробируемый переключатель тока с генератором тока, подключенный к первому источнику питания, база первого усилительного п-р-п транзистора является входом устройства, а коллектор соединен с коллектором первого р-п-р стробирующего транзистора и входом инвертирующего усилителя, коллектор второго усилительного п-р-п транзистора соединен с коллектором, базой второго стробирующего р-п-р транзистора и базой первого стробирующего р-п-р транзистора, эмиттеры стробирующих транзисторов через резисторы соединены с щиной второго источника питания, между входом и выходом инвертирующего усилителя включен запоминаюпгий конденсатор, а выход усилителя соединен с базой второго усилительного п-р-п транзистора 2.

Недостатками известного устройства являются сравнительно большая погреншость запоминания, вызванная сквозным прохождением входного сигнала на выход через емкостный делитель, образованный базаколлекторной емкостью первого п-р-п транзистора и запоминающим конденсатором, а также сильное влияние устройства на источник входного сигнала, определяемое изменяющимся при переходе от режима выборки к режиму запоминания базовым током первого п-р-п транзистора.

Цель изобретения - повышение точности хранения и воспроизведения входного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, выполненный в виде конденсатора, выводы которого подключены к входу и к выходу инвертирующего усилителя, блок ввода информации, состоящий из генератора-тока, первого и второго усилительных транзисторов, эмиттеры которых соединены с первыми выводами перБогО и второго резисторов соответственно, и блок стробирования, состоящий из пе --1зого и второго стробирующих транзисторов, базы которых соединены с коллектором первого стробируюпл.его транзистора, а эмиттеры подключены к первым вывода.м третьего и четвертого резисторов соответственно, вторые выводы которых и выход генератора тока соединены с первой тиной питания, причем база второго усилительного

0 транзистора подключена к выходу инвертирующего усилителя, база первого усилительного транзистора и выход инвертирующего усилителя являются входом и выходом устройства соответственно, введены ключи, сос тоящие из диодов, пятого и шестого резисторов и переключающих транзисторов, тип проводимости которых противоположен типу проводимости усилительных и стробирующих транзисторов, причем эмиттер первого переключающего транзистора соединен с анодом

0 первого диода, коллектором первого усилительного транзистора и первы.м выводом пятого резистора, эмиттер второго переключающего транзистора подключен к аноду второго диода, коллектору второго усилительного транзистора и первому выводу шестого резистора, вторые выводя пятого и шестого резисторов соединены с второй шиной питания, коллекторы первого и второго переключающих транзисторов подключены соответственно к коллектору второго строQ бирующего тра1 зистора и входу инвертирую пкго усилителя и к коллектору первого стробирующего транзистора, базы переключающих транзисторов соединены с третьей щиной питания, катоды первого и второго диодов объединены и являются управляющим входом устройства, вторые выводы первого и второго резисторов соединены с входом генератора тока.

На чертеже показана принципиальная схема предлагае.мого устройства.

Устройство содержит накопительный элемент 1, например конденсатор, первый 2 и второй 3 усилительные транзисторы, резисторы 4-7 с первого по четвертый, генератор 8 тока, первый 9 и второй 10 переклю5 чающие транзисторы, первый 11 и второй 12 диоды, инвертирующий усилитель 13, первый 14 и второй 15 стробирующие транзисторы, пятый 16 и щестой 17 резисторы. На чертеже обозначены вход 18 и выход 19

устройства, щины 20-22 питания с первой по третью и управляющий вход 23 устройства.

Транзисторы 2 и 3 (п-р-п типа), р-п-р транзисторы 9 и 10, п-р-п транзисторы 14 и 15 имеют попарно идентичные характерис5 тики, а номинальные значения сопротивлений резисторов 4 и 5, 6 и 7, 16 и 17 попарно равны, причем значения сопротивлений резисторов 6 и 7 выбраны таким образом. что ток, протекающий через них, превышает ток геяератора 8 тока. Устройство работает следующим образом. В режиме выборки входного сигнала на вход 23 подается положительпый перепад напряжения относительно напряжения питания на шине 22, при этом диоды 11 и 12 запираются. Ток, протекаюпдий через резисторы 16 и 17, за вычетом коллекторных токов транзисторов 2 и 3 протекает через транзисторы 9 и 10. Разность коллекторного тока второго р-п-р транзистора 10 и тока, протекающего через резисторы 6 и 7 на шину 20, поступает на вход усилителя 13 и перезаряжает конденсатор 1 до тех пор, пока потенциалы баз транзисторов 2 и 3 не сравняются. При этом их коллекторные токи равны, а также равны между собой трки транзисторов 14 и 15. Разностный ток в узле на входе усилителя 13 оказывается равным нулю, и перезаряд конденсатора 1 прекращается. Устройство отслеживает все изменения входного сигнала, передавая их на выход с коэффициентом передачи, равным единице. При переходе к режиму хранения на входе 23 устанавливается уровень напряжения, меньший напряжения питания на шине 22. Диоды 11 и 12 отпираются, а транзисторы 9 и 10 запираются. Транзисторы 14 и 15 обесточиваются. На выходе 19 устройства сохраняется уровень сигнала, соответствующий запомненному на конденсаторе 1 напряжению. Изменение входного сигнала вызывает изменение коллекторных токов транзисторов 2 и 3, а значит, и токов через диоды 11 и 12. Из.менение напряжения на динамическом сопротивлении открытых диодов 11 и 12 черзвычайно мало, и, следовательно, отсутствует влияние этого изменения напряжения на запомненное напряжение. В предлагаемом устройстве воз.можно лишь прямое прохождение входного сигнала на вход усилителя 13 через паразитные емкости монтажа, что легко может быть сведено к минимуму введением соединенного с общей шиной «охранного кольца вокруг выводов входа усилителя 13 и соответствующи.х выводов конденсатора 1, коллек торов второго р-п-р транзистора 10 и выхода транзистора 15. При переходе от режима выборки к режиму хранения не изменяется базовый ток от транзистора 2, а значит сводится до минимума влияние устройства на источник входного сигнала. Предлагаемое устройство может работать в составе, например, многоразрядного аналого-цифрового преобразователя, в котором при переключении с канала на канал происходит резкое изменение входного сигнала (в худшем случае на величину, равную удвоенной максимальной амплитуде сигнала). Чрезвычайно малое влияние входного сигнала на запомненное напряжение в предлагаемом устройстве позволяет производить переключение каналов сразу по окончании процедуры выборки сигнала при совмещении во времени процесса переключения каналов с аналого-цифровым преобразованием запомненного напряжения, что на 30% увеличивает быстродействие системы. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом повышает точность запоминания выборок сигнала (поrpeuiHOCTb в точности составляет, например, 0,01%), имеет высокую скорость установления напряжения на выходе (например, 10 В/мкс), обладает малым апертурным временем (5 не), большим временем хранения (0,5 мс с заданной погрешностью), обеспечивает в 100-120 раз меньшее влияние входного сигнала на выходной в режиме запоминания, что, в свою очередь, позволяет увеличить быстродействие и обеспечивает отсутствие модуляции нагрузки для источника входного сигнала, что также повышает точность хранения и воспроизведения входного сигнала. Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства заключается в более высокой точности хранения и воспроизведения на выходе входного сигнала.

АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее накопительный элемент, выполненный в виде конденсатора, выводы которого подключены к входу и к выходу инвертирующего усилителя, блок ввода информации, состоящий из генератора тока, первого и второго усилительных транзисторов, эмиттеры которых соединены с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, и блок стробирования, состоящий из первого и второго стробирующих транзисторов, базы которых соединены с коллектором первого стробирующего транзистора, а эмиттеры подключены к первым выводам третьего и четвертого резисторов соответственно, вторые выводы которых и выход генератора тока соединены с первой щиной питания, причем база второго усилительного транзистора подключена к выходу инвертирующего усилителя, база первого усилительного транзисП п SSfcjifttf тора и выход инвертирующего усилителя являются входом и выходом устройства соответственно, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности хранения и воспроизведения входного сигнала, в него введены ключи, состоящие из диодов, пятого и щестого резисторов и переключающих транзисторов, тип проводимости которых противоположен типу проводимости усилительных и стробирующих транзисторов, причем эмиттер первого переключающего транзистора соединен с анодом первого диода, коллектором первого усилительного транзистора и первым выводом пятого резистора, эмиттер второго переключающего транзистора подключен к аноду второго диода, коллектору второго усилительного транзистора и перг вому выводу щестого резистора, вторые выводы пятого и щестого резисторов соединены с второй щиной питания, коллекторы первого и второго переключающих транзисторов подключены соответственно к коллектору второго стробирующего транзистора и входу инвертирующего усилителя и к коллектору первого стробирующего транзистора, базы переключающих транзисторов соединены с третьей шиной питания, катоды первого и второго диодов объединены и являются управляющим входом устройства, вторые выводы первого и второго резисторов соедине4 ны с входом генератора тока. сл оо