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

Изобретение относится к автоматике и контрольно-измерительной технике и может быть использовано для запоминания выборочных значений напряжения аналоговьш сигналов.

Цель изобретения - повышение быстродействия аналогового запоминающе- г о устройства.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - вре- JO ключ коммутатора 6 - на выход устменная диаграмма его работы.

Аналоговое запоминающее устройство содержит коммутаторы 1-6, дифференциальные усилители (ДУ) 7-9, накопительные элементы на конденсаторах 10-13, резистивные делители 14 15 напряжения и блок 16 синхронизации .

Блок синхронизации содержит генератор 1 7 импульсов, счетчик 18, дешифратор 19, регистр 20, элементы Ш 21-24, элемент И 25.

На фиг.2 сигнал G представляет собой импульсы на выходе генератора 17 импульсов, сигналы RG1 - RG4 - состояния соответственно на 1-4-ом выходах регистра 20.

Устройство работает следующим образом.

Аналоговое запоминающее устройст во работает в циклическом режиме, проходя последовательно во времени четыре такта, каждый из которых определяется наличием сигнала лог. Ч на одном из выходов регистра 20 в |блоке синхронизации 16 (см,фиг,2). В первом такте, который соответствует сигналу лог. 1 на первом выходе регистра 20, устройство находитс в режиме выборки. Входной сигнал через второй замкнутый ключ коммутатора 1 поступает на неинвертирующий вход дифференциального усилителя (ДУ) 7.:

Выходное напряжение данного усилителя равно

и .и ., и %ык R « + R с

где - входное напряжение устройства;

U(, - напряжение на конденсаторе 10;

ос с сопротивление резисторов резистивного делителя 14 напряжения, подключенных соответственно к выходу ДУ и конденсатору 10.

Отношение R к R,, выбирается достаточно большим (ИОП), что обес-печивает коэффициент передачи неи н- вертирующего усилителя на-ДУ 7 близкий к 1.. С вькода ДУ 7 напряжение через третий замкнутый ключ коммутатора 2 поступает на конденсатор 13 и далее через пернь й замкнутый ключ коммутатора 5, неинвертирующий усилите ль на ДУ 9, аналогичный усилителю на ДУ 7, и первый замкнутый

ройства. Б том же такте неинверти- РЗпощий вход ДУ 8 через второй замкнутый ключ коммутатора 4 подключен к шине нулевого потенциала, а выход

через второй ключ коммутатора 3 - к его инвертирующему входу и конденсатору 11, При этом на конденсаторе 11 устанавливается напряжение, равное напряжению смещения нуля ДУ 8,

т,е, ДУ 8 в первом такте находится в.режиме самокоррекции.

При наличии сигнала лог. 1 на втором выходе регистра 20 запомненнов в первом такте на конденсаторе 13 входное напряжение передается на выход устройства по цепи, состоящей из замкнутого первого ключа коммута- тора 5, неинвертирующего усилителя

на ДУ 9 и замкнутого первого ключа коммутатора 6, т,е устройство находится в режиме хранения. Одновременно осуществляется : коррекция напряжения смещения нуля ДУ 7. При этом неинвертируюш,ий вход ДУ 7 через третий ключ коммутатора 1 .подключен к шине нулевого потенциала, а выход - к неинвертир- пощему входу ДУ 8, с. выхода которого через первый ключ

коммутатора 3 и резкстианьш делитель 14 напряжение обратной связи поступает на инвертирующий вход ДУ 7, Несмотря на вносимое реэистивнььм делителем 14 напряжения ослабление

(; 1/100) сигнала коэффициент усиления в цепи отрицательной обратной связи К„ 100 за счет использования в качестве ДУ 8 операционного усилителя с коэффициентом усиления

10 .Это обеспечивает подавление напряжения смещения нуля ДУ 7 примерно в 100 раз, что вполне достаточно в большинстве практических применений устройства„ В третьем и четвертом тактах в устройстве повторяются режимы выборки и хранения, аналогичные тем, что имели место в . первом и втором тактах, только функции, выполняемые ДУ 7 и ДУ 8, меняются местами (см.фиг.2). Запомненное на конденсаторе 10 (12) напряжение коррекции смещения нуля ДУ 7 (ДУ 9) в последующих после коррекции тактах изменяется с постоянной зремени Гр (R,,.+ RC)-C,O . где С,, - емкость конденсатора 10. Однако постоянную времени разряда & можно сделать достаточно малой поскольку при

ос величина (R.+ RC ) составляет 1 МОм, а емкость конденсаторов 10,12 может быть выбрана на один-два порядка больше емкости конденсатора 13. Увеличение при этом длительности процесса установления корректирующего напряжения на конденсаторе 10 так же допустимо, поскольку коррекция смещения нуля ДУ 7 (ДУ 9) проводится в режиме хранения, длительность которого значительйо превышает длительность режима выборки.

Таким образом,, в предлагаемом устройстве достигается практически столь же эффективное как и в прото-

: типе подавление ошибки напряжения смещения нуля, входящих в устройство ДУ. В то же время в предлагаемом устройстве в режиме выборки ДУ охвачены стопроцентной отрицательной

обратной связью лишь через резистор, и в цепи отрицательной обратной связи отсутствуют ключи, которые течет ток заряда конденсатора. Это позволяет (при оптимальной коррекции амплитудно-частотной характеристики ДУ в сравниваемых устройствах) достичь уменьшения длительности переходного процесса записи в предлагаемом устройстве в VF раз по отношению к прототипу.

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый коммутатор, второй вход которого является входом устройства, а выход соединен с неин- ;вертирующим входом первого дифферен- циальиого усилителя, выход которого соединен с входом второго коммутатора, первый и второй накопительные элементы на первом и втором конденсаторах, первый вьпсод второго коммутато- ра соединен с одной обкладкой первого конденсатора, другая обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала устройства, одна обкладка

второго конденсатора соединена с инвертирующим входом второго дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом третьего коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повьш ения быстродействия устройства, в него введены четвертый, пятый и шестой коммутаторы, первый и второй резистивные делители напряжения, третий и четвертьй накопительные элементы на третьем и четвертом конденсаторах, блок синхронизации и третий диффе1)енциальньй усилитель, неинвертирующий вход которого соединен, с выходом пятого коммутатора, а выход - с входом шестого коммутатора, первый выход которого соединен с третьим входом четвертого коммутатора, второй выход - с первым входами первого и пятого коммутаторо и одной обкладкой первого конденсатора, третий выход - с вторым выходом второго коммутатора и является выходом устройства, второй вход четвертого коммутатора, третьи входы первого и пятого коммутаторов и другие обкладки второго, третьего и |четвертого конденсаторов подключены к шине нулевого потенциала устройства, одни обкладки третьего и четвертого конденсаторов соединены с первыми выводами соответственно первого и второго резистивных делителей напряжения, .вторые выводы и средние точки которых подключены соответственно к выходу и инвертирующему входу соответственно первого и третьего дифференциальных усилителей, второй вход пятого коммутатора соединен с вторвгм входом первого коммутатора, первые выводы первого и второго резистивных делителей напряжения соединены соответственно с первым и третьим выходами третьего коммутатора, второй выход каторого соединен с инвертирующим входом второго дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом четвертого коммутатора, первый вход которого соединен с третьим выходом второго коммутатора, первьй выход блока синхронизации соединен с первым и вторым управляющими входами соответственно первого и второго коммутаторов второй выход - с первыми управляющими входами -пятого и шестого коммутаторов, третий выход - с вторым и третьим управляющими входами соответственно первого и второго коммутаторов, четвертый выход - с первыми управляющими входами второго и третьего коммутаторов, и с третьими управляющими входами и четвертого коммутаторов пятый выход - с вторыми управляющими входами пятого и шестого коммутаторов, niecTofi выход - с первым управляющим входом четвертого коммутатора и третьими управляющими входами третьего, пятого и шестого коммутаторов, седьмой выход - с вторыми управля1ощими входами третьего и четвертого коммута- торов.

В)(ад

ebfjfod

.J

.l

С)

RB3 RCff

фиг,2