Аналоговое запоминающее устройство Советский патент 1990 года по МПК G11C27/00 

Изобретение относится к аналоге™ вой вычислительной технике, в част™ . ности к аналоговым запоминающим уст ройствам, и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия и уменьшение рассеиваемой мощности устройства.

На фиг.) представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства; на фиг.З - конкретный пример реализации генератора экспоненциальных токов и отражателей тока.

Устройство содержит повторитель 1 напряжения, операционный усилитель

2,мостовой диодный ключ 3 (ключевой элемент), генератор 4 экспоненциальных токов, который через первый и второй отражатели 5 и 6 тока и мостовой диодный ключ 3 заряжает конденсатор накопительного элементна 7, первый и второй управляющие элементы на диодах 8 и 9, которые с помощью управляющих сигналов, форми-. руемых в формирователях 10 и 11 сигналов, открывают и закрывают ключ

3,тохозадающий элемент 12, элемент 13 обратной связи на резисторах и ограничительный элемент 14.

Устройство работает следующим образом.

31

При переходе из режима хранения в режим выборки на первый и второй управляющие входы устройства подают™ ся такие ТТЛ-уровни управляющих снг налов, при которых диоды 8 и 9 закрыты и токи текут через открытый ключ 3. В то же время (фиг.2) на третий управляющий вход устройства подается импульс напряжения, скачком увеличи вающий выходной ток генератора 4. Дальнейшее изменение этого тока происходит по экспоненциальному закону. При этом происходит заряд элемента 7 и напряжение на выходе устройства на чинает отслеживать напряжение на его входе. При изменении логических уровней сигналов управление U4 и Ua на противоположные происходит открывание диодов 8 и 9 и закрывание диодов ключи 3, при этом устройство переходит в режим хранения.

Выбирая режим генератора 4 так, чтобы его начальный выходной ток 1мако был намного больше установившегося постоянного выходного тока, можно обеспечить быструю выборку за счет большого начального тока и малую погрешность переключения за счет малого установившегося тока. Имея большое быстродействие и малую погрешность переключения устройство не рассеивает при этом большой мощности, так как генератор экспоненциальных токов работает в режиме больших токов только непродолжительное время.

Для сравнения коэффициента Кр уменьшения рассеиваемой мощности устройства с прототипом следует задаваться такими токами заряда накопительных элементов, чтобы погрешности переключения и быстродействие прототипа и устройства были одинаковыми: с „.,..„ „ с

-ЬЫВ.ПрОТ BH6.YCT

Время выборки прототипа

U at/ t. I/ f. -Ч

Ъч (ш«ке

17

хр

2,

VB ПрОТ

г -ил

время выборки устройства

+ R Slnsu(

ах мак

Јln

макс () +

-АлИКС J

R

2,4 т

6 к

«рin Tu

&х макс

где U.v , - максимальное входное напряжение;

0

с

-КЛ

LAA«K6

ток ключевого элемента в прототипе; ток генератора экспоненциальных токов; постоянная времени генератора экспоненциальных токов;

входное сопротивление; tyT - температурный потенциал, равный 25 мВ при t 206C; допустимая погрешность.

R&E

5

Коэффициент рассеиваемой мощности

р

с рот

VCT

U

пит

кд

ПИТ J

«ВЫБ

I

преоБ

маке

1.U

где РПрот и РУСТ - рассеиваемые мощности прототипа и устройства;

тпреобр период преобразования аналого-цифрово-, го преобразователя.

Токи, генерируемые специальными источниками тока, питающими мостовой диодный ключ, имеют существенное значение на протяжении только короткого момента времени, что позволяет значительно уменьшить рассеиваемую мощность по сравнению с прототипом.

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее повторитель напряжения, первый и второй формирователи сигналов, первый и второй управляющие элементы и ограничительный элемент на диодах, операционный усилитель, токозадающий элемент и элемент обратной связи на резисторах, ключевой элемент, выполненный по диодно- мостовой схеме, накопительный элемент на конденсаторе, первый вывод которого подключен к информационному выходу ключевого элемента и инвертирующему входу операционного усилителя, второй вывод конденсатора накопительного элемента подключен к первому выводу резистора элемента обратной связи и выходу операционного усилителя и является информационным выходом устройства, первый вывод резистора токозадающего элемента является информационным входом устройства, а второй подключен к второму выводу резистора элемента обратной связи, первому выводу ограничительного элемента, входу повторителя, выход которого подключен к информацией- ному входу ключевого элемента, пер вый и второй управляющие входы которого подключены соответственно к аноду диода первого управляющего элемента и катоду диода второго уп равляющего элемента, входы первого и второго формирователей сигналов яв ляются соответственно первым и вто рым управляющими входами устройства, а выходы подключены соответственно к катоду диода первого и аноду диода второго управляющих элементов, второй вывод ограничительного элемента и неинвертирующий вход операционного

5

усилителя подключены к шине нулевого потенциала устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия и уменьшения рассеиваемой мощности, в него введены генератор экспоненциальных токов, первый и второй отражатели тока, входы которых подключе™ ны соответственно к первому и второму выходам генератора экспоненциальных токов, управляющий вход которого является третьим управляющим входом устройства, выходы первого и второго отр-ажателей подключены соответственно к первому и второму управляющим входам ключевого элемента.

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в частности к аналоговым запоминающим устройствам, и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности и уменьшение рассеиваемой мощности устройства. Поставленная цель достигается за счет выбора режима генератора экспоненциальных сигналов так, чтобы его начальный выходной ток I_макс, был намного больше установившегося постоянного выходного тока. Это обеспечивает быструю выборку за счет большого начального тока и малую погрешность переключения за счет малого установившегося тока. Имея большое быстродействие и малую погрешность переключения, устройство не рассеивает при этом большой мощности, так как генератор экспоненциальных токов работает в режиме больших токов только непродолжительное время. 3 ил.

ЯА- 12

1Х

VTt

V72