Аналоговое запоминающее устройство Советский патент 1987 года по МПК G11C27/00 

113

Изобретение относится к автоматике и контрольно-измерительной технике и может быть использовано при построении устройств, осуществляющих интегрирование и запоминание аналоговых сигналов.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

На фиг.1 приведена функциональная схема аналогового запоминающего уст- ройства; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Аналоговое запоминающее устройство содержит интегратор 1, переключатель 2, дифференцирующий блок 3 и компа- ратор 4 с гистерезйсной характеристикой .

Устройство работает следующим образом .

В режиме интегрирования вход инте- гратора 1 .подключен с помощью пере- ключд-т.еля 2 к входу устройства, и интегратор 1 осуществляет интегрирование входного сигнала. При переходе в режим хранения вход интегратора 1 отключается от источника входного сигнала и подключается с помощью переключателя 2 к выводу компаратора 4 с гистерезйсной характеристикой. При этом в контуре, охватывающем инте- Тратор 1 через дифференцирующий блок 3 и компаратор 4, возникают автоколе- .бания (фиг.2). Запишем операторные выражения, описывающие переходной процесс в устройстве в интервале времени между моментами переключения компара- гора 4. Напряжения на выходе интеграи на выходе дифференци-

тора (Р)

рующего блока е (р) описываются следующими выражениями:

: е.„. (р, Ь-М

,e,(p).

АЕ т.р

(1)

-6ЫХ

(р)-т-Д-р(2)

е (О) и и (0) - напряжения на

конденсаторе соответственно интегратора 1 и диффе- ренцирующего блока 3 в мо- jO

мент переключения компаратора 4; .

напряжение на выходе компаратора 4;

ТцИТ - постоянные времени инте- 5 гратора 1 и дифференцирующего блока 3 (в предположении, что сопротивления резисторов в составе дифе,(р)

ференцирующего блока 3 одинаковы) . Из выражений (1) и (2) получаем:

и при Т, х

Та

тГ

(3)

е,(р) и,, (0)-Ue,(0)-i|X IE 1 + рт;

Компаратор 4 переключается при достижении входным напряжением е(t) напряжений порога е, + л и -е + д, где л - напряжение смещения нуля компаратора 4 (фиг.2). Тогда напряжение на конденсаторе в дифференцирующем блоке 3 в момент переключения компаратора 4 можно записать (для идеального операционного усилителя в составе дифференцирующего блока) U(0)

(0) + е + д для момента пере20 и при 35 Т, х

ключения t

25

и и,э (0) (0) - е +Д для момента переключения t .

Считая, что компаратор 4 переключается скачком из состояния с напряжением на выходе е 4 е в состояние с напряжением -е и наоборот (е характеризует смещение нуля выходного напряжения компаратора) можно записать операторные выражения для напряжения на входе компаратора

(e ;.)i

РТ, (4)

при

tj t ty е,(р)

40

2

+ е.

т7 рТТ + рт,)

Переходя

при t, t

к оригиналу, получаем

е, (t) (е; + л)

± е +

(-еГ)(1-е

(6)

Причем интервал времени

t Ц(фиг.2), требующий для того, чтобы входное напряжение компаратора e,(t) перешло от одного напряжения порога

(е)

к другому напряжению порога

получить из выраже

1 П

-If

(7)

+ &

Аналогично интервал времени t 5 - tj (фиг. 2 из выражения (5)

t2 tj (фиг.2) можно определить

t -T,

+ ej + е-; Воспользовавшись разложением логарифмической функции в степенной ряд

X

X

Zn(1 - x) --j-- - - i- - ... (9)

ле

/ n t

ьы, (e-i+ej

В известном устройстве (обычном интеграторе) изменение выходного напряжения за тот же период времени f + t составляет

2е:.

-о

где

е

о

приведенное к входу интег- ратора напряжение, которое вызывает скорость изменения напряжения на выходе, равную скорости изменения от входного тока операционного уси- лителя и токов утечки конденсатора.

Анализ выражений (13) и (12) показывает, что в предлагаемом устройстве может быть достигнута скорость изме- нения выходного напряжения в режиме

1305777

можно записать

t Т

2e

..

t Т

Ъ

о

,

5 / Пч1

--(е, + ej+ е,+Д

(10)

(11)

to

Тогда изменение выходного напряжения предлагаемого устройства за один период автоколебаний составляет

.df%

(12)

0

25 30с

хранения на порядок меньше, чем в известном.

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее интегратор, выход которого является выходом устройства, переключатель, выход которого соединен с входом интегратора, а первый вход является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности устройства, в него введены дифференцирующий блок и компаратор с гисте- резйеной характеристикой, выход которого соединен с вторым входом переключателя, а вход - с выходом дифференцирующего блока, вход которого соединен с выходом интегратора.

Изобретение относится к автоматике и контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах, осуществляющих интегр1фова- ние и запоминание напряжений аналоговых сигналов. Введение в устройство дифференцирующего блока и компаратора с гистерезйеной характеристикой, с помощью которых }штегратор охватывается обратной связью в режиме хранения, позволяет уменьшить скорость изменения выходного напряжения интегратора в этом режиме, т.е. достичь повышения точности устройства. 2 ил. (Л с

e,fA ..

-гЛд

- пЛ.

Фиг. 2

Редактор И.Шулла

Составитель Н.Дикарев Техред В.Кадар

Заказ 1460/51Тираж 590Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужго1)од, ул. Проектная, 4

Корректор С.Черни