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

Изобретение относится к технике запоминающих устройств и может быть нкгпользовано в качестве схемы выборки %ранения в устр ойствах различного назначения. Известно аналоговое зaпo шнaющee уЬтройство, содержащее коммутирующий ключ на палевом транзисторе с изолированным затвором источник управляющих сигналов и схему компенсации заряда коммутации 111. Недостатками устройства являются неполная компенсация заряда коммутащШу а вследствие этого зависимость ошибки коммутации от входного сигнала, и необходимость в генераторе , компенсируюдах импульсов напряжения. Наиболее близким по технической Сущности к изобретению является аналоговое запоминающее устройство, содержащее коммутирующий ключ на палевом транзисторе, вход которого является входом устройства, а выход подкпнзчен к первой обкладке накопительного элемента и входу буферног усилителя, выход которого является выходом устройства, управляющий вход коммутирующего ключа подключен к выходам второго и третьего ключей, входы которых соединены соответствен но с входом устройства и шиной управления (источником ЭДС), вторая обкладка накопительного элемента пЬдключена к источнику постоянного компенсирующего тока и соединена через параллельно включенные четвертый ключ и первьй пассивньй элемент с шиной нулевого потенциала, а через пассивный элемент - с выходом устройства. Устройство имеет высок5гю степень подавления погрешности комму тации, генератор компенсирующих импульсов напряжения в нем отсутствует С 21. Недостатком устройства является невозможность использовать в качества коммутирующих ключей такие перспективные элементы как МОП (ДМОП, МОП) транзисторы. Устройство работоспособно лишь при использовании полевых транзисторов с p-t -переходом. Цель изобретения - повьш1ение тачности путем компенсации погрешности коммутации при использовании любых полевых транзисторов в качестве , к оммутир ующих ключ ей. Поставленная цель достигается тем что в аналоговое запоминающее устрой ство, содержащее н.чкопительный элемент на конденсаторе, одна из обклаг док которого соединена с входом повторителя напряжения и с выходом первого ключа, сигнальный вход которого является входом устройства, управляющий вход первого ключа соединен с выходами второго и третьего ключей, входы которых соединены с шинами управления, другая обкладка конденсатора соединена с выходом четвертого ключа и с первыми выводами первого и второго пассивных элементов, вход четвертого ключа и второй вывод второго пассивного элемента соединены с шиной нулевого потенциала, выход повторителя напряжения является выходом устройства, и шины питания, введены формирователи токов, источник тока и третий пассивный элемент, первый вывод которого соединен с выходом первого фop я poвателя тока и с входом источника тока, вход первого формирователя тока соединен с первым выходом второго формирователя ока и с первым выводом первого пассивного элемента, второй вывод которого соединен с вторым вьшодом третьего пассивного элемента, вход второго фррмиро)вателя тока соединен с первой шиной питания, третий эывод третьего пассивного элемента соединен с выходом повторителя напряжения, первьй вход третьего формирователя тока соединен с выходов источника тока, а вход третьего формирователя тока соединен с второй шиной питания. На чертеже изображена развернутая функциональная схема аналогового запоминающего устройства. Устройство содержит коммутирующий ключ 1, ключи 2 и 3, ключ схемы компенсации 4, накопительньй элемент 5, повторитель 6 напряжения, пассивные элементы 7 - 9, шины 10 и 11 управления (источники ЭДС), шину 12 нулевого потенциала, источник 13 тока, фор1 трователи 14-16 токов, шины 17 и 18 питания. Коммутирующий ключ 1 включен между входом устройства и соединением первой обкладки накопительного элемента 5 и входа повторителя 6 напряения. Вход управления ключа 1 сое-, инен с выходами ключей 2 и 3 упавления, входы которых соединены соответственно с шинами 10 и 11 3 управления. Выход устройства соединен с выходом повторителя 6 напряжения. Вторая обкладка накопительног элемента 5 соединена с первым выводом пассивного элемента 7 и через параллельно включенные ключ А и пас, сивный элемент 8 с шиной 12 нулевого потенциала. К второй обкладке пассивного элемента 5, кроме того, под ключаются выходы формирователей 15 и 16 тока, общие выводы которых сое динены соответственно с шинами 17 и 18 питания. Источник 13 тока свои ми выводами соединен с входами формирователя 15 тока и формирователя 14 тока, выход которого подключен к .входу формирователя 16 тока. Пассивный элемент 9 своими крайними вывода ми подключен к выходу устройства и входу формирователя 14 тока. Средни вывод элемента 9 соединен с вторым выводом пассивного элемента 7. Устройство работает следующим образом. При замыкании ключей 2 и 4 управляю1щй вход коммутирующего ключа 1соединяется с шиной 10 управления при этом ключ 1 открывается. Накопительный элемент через открытые ключи 1 и 4 заряжается до входного потенциала. При размыкании ключей 2и 4 замыкается ключ 3. Управляющий вход коммутирующего ключа 1 соединяется с шиной 10 управления, при этом ключ 1 закрывается. В результате просачивания через паразитную емкость между управляющим входЬм И выходом коммутирующего ключа 1 управляющего импульса, сфор мированного ключами 2 и 3, заряд положительного элемента 5 изменяется. Это изменение заряда влечет за собой соответствующее -изменение раз ности потенциалов между обкладками накопительного рлемента 5, возникае погрешность .коммутации. Хотя при использовании в качестве коммутирую щего ключа МОП транзистора амплитуд импульса постоянна, но емкость межд выводами стока и затвора имеет учас ток нелинейной зависимости от разно ти потенциалов между ними. Область изменения емкости при правильном выборе амплитуды импульса управления всегда лежит внутри диапазона управляющих напряжений при любых из менениях входного напряжения. При этом величина заряда погрешности коммутации имеет линейную зависи8месть от входного напряжения, поскольку вне области нелинейной зависимости емкости постоянны. Компенсация погрешности коммутации осуществляется следующим образом. Входной импеданс формирователя 14 ока относительно шины 12 нулевого отенциала нулевой. После размыкания люча 4 падение напряжения на пассивном элементе 8 за счет протекания по нему суммарного тока формирователей 15 и 16 тока, а также пассивного элемента 7 компенсирует изменение разности потенциалов обкладок накопительного элемента 5, обусловленное погрешностью коммутации. При нулевом входном и выходном напряжениях осуществляется компенсация неизменной составляющей погрешности коммутации. При этом токи через пассивные элементы 9, и 7 принимают нулевые эначения. Величина компенсирующего тока в этом случае определяется разностью выходных токов формирователей 15 и 16 тока, величины которых определяются током источника 13 тбка и коэффициентами передачи формирователя тока. Причем коэффициент передачи формирователя 15 тока может подбираться при регулировке. При изменении входного и выходного напряжений устройства одновременно изменяется ток через пассивные элементы 9 и 7, Изменения тока пассивного элемента 7 непосредственно, а пассивного элемента 9 через формирователь 14 тока и формирователь 16 тока в противофазе подаются на пассивный элемент 8. Величина суммарного изменения тока и соответствующего ему изменения падения напряжения на пассивном элементе 8 пропорциональны выходному напряжению устройства. Коэффициент пропорциональности и знак изменения подбирается перемещением движка пассивного элемента 9 при регулировании устройства. Дпя обеспечения симметричных пределов регулировки сопротивление пассивного элемента 9 выбирается вдвое больше.суммы сопротивлений пассивньк элементов 7 и 8. Аналоговое запоминающее устройство позволяет использовать в качестве коммутирующего ключа любые полевые транзисторы как с -переходом, .так и с изолированным затвором, и

любьи4 ТИПОМ проводимости канала. Устройство имеет высокие быстродейсвие и точность. Кроме того, в нем отсутствует генерав-ор компенсирующих импульсов.

Положительный эффект от исполь ования предложенного аналогового эапоминакацего устройства по сравнен с базовым объектом, в качестве которого выбирается прототип, иллюстрируется таблицей.

Анализ таблицы показывает, что предложенное аналоговое запоминающее устройство позволяет при использовании полевых транзисторов с

изолированным затвором одновременно повысить точность и уменьшить длительность выборки, что выгодно отличает его от прототипа и базового объекта. Одновременно можно упростить схему управлепия коммутирующим ключем, которая превращается в формирователь импульсов постоянной амплитуды (ФИЛ). Если в качестве коммутирующего ключа используется полевой транзистор с р-п-переходом, то вторая шина 11 управления должна быть объединена с входом устройства, как в базовом объекте.

АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее накопительный элемент на конденсаторе, одна из обкладок которого соединена со входом повторителя напряжения и с выходом первого ключа, сигнальный вход которого является входом устройства, управляклдий вход первого ключа соединен с выходами второго и третьего ключей, входы которых соединены с шинами управления, другая обкладка конденсатора соединена с выходом четвертого ключа и с первыми выводами первого и второго пассивных элементов, вход четвертого ключа и второй вывод второго пассивного элемента соединены с шиной нулевого потенциала, выход повторителя напряжения является выходом устройства, и шины питания, отличающее.с я тем, что, с целью повьш1ения точности устройства, в него введены формирователи токов, источник тока и третий пассивный элемент, первый вывод которого соединен с выходом первого формирователя тока и со входом источника тока, вход первого формирователя тока соединен с первым выходом второго формирователя то.ка и с первьм выводом первого пассивного элемента, второй вьшод которого соединен со вторым выводом третьего пассивного элемента, вход второго формирователя тока соединен с первой шиной питания, третий вывод третьего пассивного элемента соединен с выходом повторителя напряжет ния, первый вход третьего формирователя тока соединен с выходом источника тока, а второй вход третьего X) формирователя тока соединен с второй :п а эо шиной питания.

Примечание. Длительность выборки 100 не для 2П312А и 50 не для 590КН8А. Погрешность выборки 0,5%. Входное напряжение ±1,5 В.

оП