Емкостное накопительное устройство Советский патент 1977 года по МПК H03K5/156 G06G7/18 

(54) ЕМКОСТНОЕ НАКОПИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в радиотехнических установках различного назначения, в частности в измерительной технике в качестве преобразователя частоты в аналоговый сигнал, накопителя и т.д.

Известно емкостное накопительное устройство, содержащее повторитель напряжения, первый и второй МДП-транзисторт., затворы которых объединены и подключены к первому источнику управляющих импуль сов, а стоки - к источникам входных импульсов, третий и четвертый МДП-транзис- торы, затворы которых объединены и подключены ко второму источнику управляющих импульсов, параллельно соединенные разрядный резистор и накопительный конденсатор с одним заземленным выводом и дозирующий конденсатор, причем второй вывод параллельно соединенных разрядного резистс. ра и накопительного конденсатора подключе к истоку четвертого МДП-транзистора, а первая обкладка дозирующего конденсатора подключена к истоку второго М ЯП-транзистора l.

Однако это устройство обладает достаточно высокой погрешностью.

Цель изобретения - уменьшение погрешности устройства за счет начального смешения и температурного дрейфа.

Это достигается тем, что в емкостном накопительном устройстве, содержащем повторитель напряжения, первый и второй /МДПтранзисторы, затворы которых объединены и подключены к первому источнику управляющих импульсов, а стоки - к источникам входных импульсов, третий и четверть й МДП- транзисторы, затворы которых объединены и подключены ко второму источник г управляющих импульсов, параллельно соединенные разрядный резистор и накопительный конденсатор с одним заземленным выводом и дозирующий конденсатор, причем второй вывод параллельно соединенных разрядного резистора и накопительного конденсатора подключен к истоку четвертого МДр-транзистора, а первая обкладка дозирующего конденсатора подключена к истоку второго МДП-транзистора, стоки третьего и четвертого ЛЩПтранзисторов объединены и подключены к истоку первого МДП-транэистора и ко входу повторителя напряжения, исток третьего МДП-транзистора подключен к истоку второго МДП-транзистора и к первой обкладке дозируюШего конденсатора, вторая обкладка которого подключена к выходу повторителя напряжения. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Емкостное накопительное устройство сос тоит из первого и второго МДП-транзисторов 1,2, затворы которых подключены к первому источнику 3 управляющих импульсов, а стоки к источникам 4, 5 входных импульсов, третьего и четвертого МЛП-тра зисторов 6, 7, затворы которых подсоединены ко второму источнику 8 управляющих импульсов, разрядного резистора 9 и накопительного конденсатора 10, дозирующего конденсатора 11, повторителя напряжения на МДП транзисторе 12, стабилизатор тока на МДП-транзисторе 13, При отсутствии импульсного сигнала на клемме источника 8 управляющих импульсов установится отрицательное напряжение, которое открывает транзисторы 1, 2, В это время транзисторы 6, 7 закрыты. На левой обкладке дозирующего конденсатора 11 установится потенциал, равный L/2 напряжения источника 5, на входе повторителя напряжения установится напряжение, равное f напряжению источника 4, а на выходе повторителя и на первой обкладке конденса тора установится потенциал U - U , (где и - падение напряжения между затвором и истоком транзистора 12), Это падение будет оставаться постоянным при любых значениях напряжения, подаваемого на вход истокового повторителя, лежащего в пределах и,(где и. будет составпять сумму напряжений У ) и некоторого минимального падения напряжения между стоком и истоком транзистора 13, позволяющего транзистору 13 работать в режим генератора тока. Дозируюший конденсатор 11 зарядится до разности потенциалов, рав ной iJ - (iJi и ) и заряд будет равен g,,, ru,-(,jj-c, где Сд - емкость конденсатора 11, При приходе импульсного сигнала транзисторы 1, 2 закрываются, а транзисторы 6, 7 открываются. Транзистор 6 подключает левую обкладку дозирующего конденсатора 11 ко входу истокового повторителя, а транзистор 7 - к выходной клемме устройства и к накопительному конденсатору 10. Дозирующий конденсатор 11 отдает часть заряда в накопительный конденсатор. Величина остаточного заряда на дозирующем конденсаторе будет равна .- Агде Чост величина остаточного заряда. Очевидно, что величина заряда, передаваемая в накопительный конденсатор, будет определяться q-tu,-(u,-u,,)JVU,c, (u,-u,)c, где Q - величина заряда, передаваемая в накопительный конденсатор. После окончания импульса и с приходом второго импульса цикл работы повторяется. Таким образом, величина заряда , передаваемого с дозирующего конденсатора в накопительный, с приходом каждого импульса неизменна и определяется только разностью потенциалов У - U и величиной емкости дозирующего конденсатора - С При приходе N импульсов величина заряда на накопительном конденсаторе будет равна 5HAK.-i,, величина заряда, накопленного за N входных импульсов. Величина и знак заряда на накопительном конденсаторе будут определяться величиной и полярностью разности аналоговых напряжений (D, -Ug)Из вышеизложенного видно, что устройство в режиме накопления исключает ощибку за счет неидентичности начальных смещений истоковых повторителей. Очевидно, что температурный дрейф, который будет сказываться на величине начального смещения, не будет вносить погрещности в работу устройства. При работе устройства в режиме преобразователя частоты импульсных входных сигналов в аналоговое выходное напряжение параллельно накопительному конденсатору подсоединяется разрядный элемент 9 (на ример, резистор/. Если постоянная времени разрядного сопротивления и накопительного конденсатора намного больще периода Т входных импульсных сигналов, то в установившемся режиме на выходной клемме установится постоянное напряжение с незначительными пульсациями. Разряд накопительного конденсатора за один период Т через разрядное сопротивление будет компенсироваться зарядом, передаваемым из дозирук щего конденсатора. Следовательно, можно написать равенство: (и,-и,)Сд Из этого равенства определяется велви чина выходного напряжения при работе уст ройства в режиме преобразователя частоты ивь.х (и,-ЦКдТ Т, где Т - частота импульсных сигналов. Так как величина выходного напряжения в режиме преобразования зависит от разности входных аналоговых сигналов и не зависит от параметров повторителя, то и в этом режиме исключается ошибка, определяемаяДС1 из„вх 5изых А т.е. исключается ошибка за счет начальног смешения повторителя за счет температурного дрейфа. В случае использования в предлагаемом устройстве в качестве повторителя операци онного усилителя, работающего в режиме усиления , также исключается ошибка за счет начального смешения и температурного дрейфа. Увеличение точности преобразования уст ройства за счет исключения ошибки преобразования, вызванной неидентичностью повторителей и температурным дрейфом, позво лит расширить области применения устройства. Элементы устройства позволяют его выполнение в виде интегральной схемы. Формула изобретения Емкостное накопительное устройство, содержащее повторитель напряжения, первый i7ф 0 И второй МДП-транзисторы, затворы которых объединены и подключены к первому источнику управляющих импульсов, а стоки к источникам входных импульсов, третий и четвертый МДП-транзисторы, затворы которых объединены и подключены ко второму источнику управляющих импульсов, параллельно соединенные разрядный резистор и накопительный конденсатор с одним заземленным выводом и дозирующий конденсатор, причем второй вывод параллельно соединенных разрядного резистора и накопительного конденсатора подключен к истоку четвертого МДП-транзистора, а первая обкладка дозирующего конденсатора подключена к истоку второго МДП-транзистора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности устройства за счет начального смешения и температурного дрейфа, в нем стоки третьего и четвертого МДП-транзисторов объединены и подключены к истоку первого МДП-транзистора и ко входу повторителя напряжения, исток третьего МДПтранзистора подключен к истоку второго МДП-транзистора и к первой обкладке дозирующего конденсатора, вторая обкладка которого подключена к выходу повторителя напряжения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР №500580 М. Кл . Н 03 К 5/156, 04.06.73 (прототип).