Аналоговое запоминающее устройство Советский патент 1977 года по МПК G11C27/00 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использэванэ в амплитудных вольтметрах или преобразователях амплитуды в интервал времени.

Известны устройства для запоминания

экстремальных значений напряжения, содержащее нелТянейный элемент (диод) и накопительный элемент (конденсатор) 1 . Эти устройства имеют низкую точность запоминания напряжения.

Известно также устройство, содержащее операционный усилитель, неинвертирующий вход Которого подключен ко входу устройства, накопительный элемент, например конденсатор, одна обкладка которого соединена со входом истэкэвэго повторителя и через нелинейный элемент с выходом операционного усилителя, другая обкладка подключена к шине нулевого потенциала и к выходу ключ один из входов которого соединен с управляю щим входом устройства, другой вход ключа соединен со входом истокового повторителя, а выход истокового повторителя подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 2. Недостатком этого устройства

является наличие погрешности хранения запомненного значения напряжения.

Целые изобретения является пог ышеине точности хранения информации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительные ключи и последоЕательно сосдииекнь е компаратор, формирователь и триггер, единичный и нулевой выходы которого подключены к одним из входов дополнительных ключей соответственно,выходы дополнительных ключей соединены с инвертирующим входом операционного усилителя, другой вход первого дополнительного ключа подключен к шине питания вход второго дополнительного ключа соединен со входом истокового повторт1теля и с первым выходом устройства, второй вьход которого подключен к выходу формирователя и одному (ИЗ входов триггера, другой вход которого соединен с шиной установки О, а другой вход компаратора соединен с выходом операционного усилителя.

Это позволяет во время хранения информации отключать накопительный от входа операционного усилителя, что увеличивает постоянную времени разряда накопительного элемента, а также сформировать импульс, передний фронт которого практичес ки соответствует моменту запоминания экстремального значения напряжения. На чертеже изображена структурная элек рическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит операционный усилитель 1, к выходу которого через нелинейный элемент 2 подключен накопительный элемент, например конденсатор 3. К этой же обкладке конденсатора через истоковый повторитель 4 подключен первый вход компаратора 5, второй вход которого соединен |С выходом операционного усилителя 1. Выход Компаратора 5 соединен через формирователь 6 со входом записи единицы триггера 7, единичный выход которого подключен к одному из входов ключа 8, а нулевой - к одному из входов ключа 9. Второй вход ключа 8 подключен к шине питания 1О, а в рой вход ключа 9 - ко входу истокового повторителя 4. Выходы ключей 8 и 9 объединены и соединены с инвертирующим входом операционного усилителя 1. Вторая обк ладка конденсатора 3 соединена с шиной ну левого потенциала и, кроме того, через клю 11 с первой обкладкой. Второй вход ключа 11 соединен с входом 12 управления. Напряжение, экстремальное значение которого запоминается, подается по входу 13, сое диненному с неинвертирующим входом операционного усилителя 1. Выходное напряжение устройства, равное запомненному, подается по выходу 14. Импульс, передний фрон которого соответствует моменту времени пе рехода входного сигнала через экстремум, поступает по выходу 15, Сигнал установки О устройства подает ся по входу 16, к которому подключен нулевой вход триггера 7. При этом триггер 7 устанавливается в исходное состояние, при котором выходным сигналом этого тригг ера ключ 8 закрыт, а ключ 9 открыт. С помощью ключа 9 замкнута цепь отрицатель ной обратной связи, последовательно соединенных операционного усилителя 1 и нелинейного элемента 2. При поступлении по входу 13 нарастаю щего напряжения напряжение на накопительном элементе также растет. Так как коэффициент отрицательной обратной связи цепи операционный усилитель - нелинейный элемент равен 1, коэффициент усиления этой цепи близок к 1 (ввиду того, что коэффициент усиления операционного усилителя без отрицательной обратной связи значитель но превышает 1). Поэтому напряжение на на копительном элементе 3 практически повторяет входное до тех пор, пока напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя не начнет уменьшаться. При этом начинает утиеньшаться напряжение и на выходе операционного усилителя, нелинейный элемент (например диод) при этом оказывается включенньш в обратном направлении и закрывается, разрывая цепь отрицательной обратной связи. Напряжение на выходе операционного усилителя изменяется по .ь.-(),W где К - коэффициент усиления операционного усилителя без отрицательной обратной связи (К 1); Ufi -текущее значение напряжения на входе устройства; UHJ- напряжение на накопительном элементе 3, равное максимальному значению входного напряжения U , U ъх макс Так как выход операционного усилителя отключается от накопительного элемента 3, напряжение на накопительном элементе остается квазипостоянным. В момент равенства выходного напряжения операционного усилителя выходному напряжению истокового повторителя 4, подключенного входом к накопительном элементу 3, компаратором 5 вырабатывается перепад напряжения, по фронту которого формируется импульс с помощью формирователя 6, перебрасывающийтриггер 7 в единичное состояние. Выходным сигналом триггера 7 закрывается ключ 9, отключая накопительный элемент 3 от инвертируюЩего входа операционного усилителя 1,и открывается ключ 8, подавая на инвертирующий вход этого усилителя напряжение питания Upwr заведомо большее, чем напряжение на накопительном элементе 3 Разбаланс напряжений на входах операционного усилителя увеличивается (и.х-О(),t2 поэтому напряжение на его выходе еще более уменьшается. Накопительным элементом 3 будет запом- нено экстремальное (в данном случае максимальное) значение напряжения выходного сигнала. Причем, после окончания процесса запоминания накопительный элемент оказывается отключенным не только от выхода операционного усилителя 1 (с помощью нелинейного элемента 2), но и от входной цепи этого усилителя (с помощью ключа 9), тем самым повышается точность хранения запомненного напряжения. Передний фронт импульса, поступающего по выходу 15 устройства, при этом практически совпадает с моментом запоминания экстремального значения входного напряжения.