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

00 00 1 Изобретение относится к вычисли тельной технике, в частности к тех нике запоминающих устройств, и может быть использовано в качестве аналоговых регистров в аналоговых вычислительных устройствах. Известны стробируемые компарато ры с памятью, содержащие дифференциальные каскады, триггеры и выход ные каскады. Обычно их используют аналого-цифровых преобразователях для устранения сбоев в выходных кодах Ц 3, Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности является аналоговое запоминающее устройство содержащее операционный усилитель (ОУ) с конденсатором в цепи обратной связи, резисторы, ключ, форсирующий конденсатор. Запоминание информации в известном устройстве осуществляет конденсатор в це пи обратНой связи ОУ при разомкнутой входной цепи 2, Недостатки устройства заключают ся в том, что оно имеет невысокое быстродействие, относительно больш погрешности работы и изменение хра нимой величины во времени. Низкое быстродействие известного устройст обусловлено инерционностью запомин щего элемента в цепи обратной связи ОУ конденсатора. Погрешности работы и изменение хранимой величины во времени известного устройс обусловлено токами утечки конденса ра - запоминающего элемента и коне ным входным сопротивлением ОУ. Относительную погрешность от ко нечного значения входного сопротив ления ОУ можно определить, исходя из соотношения dU(t) |U(0)-U(t)| U(oHi-e где - первоначально запомненное напряжение- на конде саторе-, лU{t) - погрешность работы изве ного устройстваJ - основание натурального логарифма; U(i - значение напряжения в текущий момент времениJ t - реальное (текущее) время;Rg;( - входное сопротивление О С - емкость запоминающего к денсатора. 0832 Из (I) видно, что при погрешность 4U{t) возрастает с увеличением времени хранения, т.е. AU(t) U(o). (2) Из (2) видно, что при неограниченном времени хранения запомненное напряжение на известном устройстве пропадает совсем. Большое влияние на погрешность оказывают и токи утечки в конденсаторе. Цель изобретения. - повышение точности и помехоустойчивости устройст- ва. Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее.накопитель, усилитель, выход которого является выходом устройства, шину управления и шину Нулевого потенциала, введены делитель напряжения, разделительные элементы, источник опорного напряжения и пороговые элементы, входы которых соединены с выходами накопителя и со входами усилителя, первый вход делителя напряжения является входом устройства, второй вход делителя напряжения соединен с первыми входами разделительных элементов и с шиной нулевого потенциала, выходы делителя напряжения соединены со вторыми входами разделительных элементов, выходы которых соединены с выходами пороговых элементов и с первой группой входов накопителя, второй вход которого соединен с.шиной управления, а третий вход накопителя соед 1нен с. выходом источника опорного напряжения . На чертеже приведена функциональ.ная схема предложенного устройства. Оно содержит делитель 1 напряжения, источник 2 опорного напряжения, разделительные элементы 3, накопитель 4, пороговые элементы 5, усилитель 6, шину 7 управления и шину 8 нулевого потенциала. Накопитель 4 выполнен на компараторах с памятью со стробируемыми выходами, каждый разделительный элемент 3 содержит диод с резистором. Устройство работает следующим образом. При подаче на вход сигнала Ццд сработает определенное число компараторов в накопителе 4, пропорциональное входному напряжению (при наличии логической единицы на шине управления) . Пока сигнал на одном из

3

второй группы входов в накопителе 4 меньше опорного напряжения источника 2, один из пороговых элементов 5 будет закрыт, потому что один из выходов накопителя 4 выключен (т.е. напряжение на нем равно уровню нулевого потенциала или близко к нему.). При этом один из разделительных элементов 3 будет открыт. Выходное напряжение в компараторах накопителя 4 стабилизировано и. выходы непосредственно соединены со входами усилителя 6 с соответствующими коэффициентами передачи. При снятии или уменьшении выходного напряжения потенциалы с выходов накопителя 4 останутся подведенными к его входам через пороговые элементы 5, включенные в цепи положительной обратной связи компараторов накопителя 4, при этом разделительные элементы 3 закрываются и происходит развязка со входным напряжением. Состояние включенных компараторов в накопителе 4 останется неизменным и, следовательно, напряжение на выходе усилителя 6 сохранится. Для сброса устройства в нулевое состояние достаточно подать нулевой потенциал на шину 7 управления, при этом отключатся выходы компараторов в накопителе 4 и устройство примет исходное состояние. Аналогично можно построить устройство, работают щее в другом диапазоне входных напряжений. Пороги срабатывания в устройстве устанавливают потенциометры в делителе 1. Для переключения определенного компаратора при заданном входном напряжении движком соответствующего потенциометра задают величину опорного напряжения. Например, при оперировании напряжениями кратными 1 В, потенциометрами выставляют пороги срабатывания компараторов при указанных входных напряжениях, уменьшенных на 0,5 В. Т.е. при Ug, 0,5В, 1,5В, 2,5В и т.д. Это

1190834

сделано для того, чтобы избавиться от помех, возникающих в предыдущих цепях обработки и передачи информации. При этом погрешность по моду5 лю не дцлжна превышать 0.,5 В. Аналогично можно рассмотреть настройку на другие пороги срабатывания при кратности входного напряжения, отличного от 1 В.

O Опорное напряжение на выходе источника выбирается таким образом, чтобы оно было меньше выходного напряжения вклю.ченного компаратора, что является необходимым условием

5 для срабатывания порогового элемента 5 в цепи обратной связи при включении.компаратора. Одновременно из рассмотренного примера установки порогов срабатывания следует,

Q что максимальное значение опорного : напряжения должно быть меньшим входного- напряжения, при котором должен сработать только первый компаратор (в примере 0,5 В). Коэффициенты

5 передачи по каждому входу усилителя 6 настраивают таким образом, чтобы при включении каждого следующего компаратора напряжение на выходе устройства увеличилось по модулю на величину, кратную дискретному значению запоминаемого напряжения (для рассмотренного примера эта величина равна I В). Резистор в элементе 3 предназначен для задания нормального режима работы диодов в этом элементе и в пороговом элементе 5.

Помехоустойчивость предложенного устройства обеспечивается бла-.

годаря применению компараторов, как запоминающих элементов, дискретизйрующих входное напряжение, и использованию стабилизированного источника питания устройства. Зависимость

погрешности хранимой вещичины во

времени для прототипа была отражена в выражениях (1), (2).

АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее накопитель, усилитель, выход которого является выходом устройства, шину управления и шину нулевого потенциала, отличающееся тем, что. с целью повышения точности устройства, в него введены делитель напряжения, разделительные элементы, 11СТОЧНИК опорного напряжения и пороговые элементы, входы которых соединены с выходами накопителя и со входами усилителя, первый вход делителя напряжения является входом устройства, второй вход делителя напряжения соединен с первыми входами разделительных элементов и с шиной нулевого потенциала, выходы делителя напряжения соединены со вторыми входами разделительных элементов, выходы которых соединены с выходами пороговых элементов и с первой группой входов нако(Л пителя, второй вход которого соединен с шиной управления, а третий вход накопителя соединен с выходом .источника опорного напряжения.