Аналоговое запоминающее устройство Советский патент 1978 года по МПК G11C27/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной техника и может быть использовано в устройствах обработки ин формации. Известны аналоговые запоминающие устройства (АЗУ), одно из которых содержит накопительный элемент - ковдансатор диод, усилитель. Для улучшения ЛЕшейности детектирования входного сигнала с помощью дополнительных диодов и ковденсаторов смешается рабочая точка диода в область большой крутизны. Однако эффективность линеаризации существенно ухудшается в области амплитуд, меньших О,51 В 1. Известно АЗУ, содержащее накопительный элемент - конденсатор, усилитель, диод. Для улучшения линейности детектор и накопительный элемент охватываются отрицательной обратной связью по напряжению. За счет задержки сигнала в усилителе напряжение на конденсаторе превышает входной сигнал на величину 10О-200 мВ, что ухудшает характеристику АЗУ в области малых нходных амплитуд Гз. Наиболее близким техническим решени ем к предложенному является АЗУ, содерьжашее повторитель напряжения, аход которого соединен с накопительным элементом, выход - с выходом устройства и с одним из входов элемента сравнения, выход которого под1спючен ко входу блока управления, один из выходов которого соединен со входом разрядного элемента, выход которого подключен ко входу повторителя напряжения зТ. Недостатком известного АЗУ является низкая линейность выходного напряжения при малой амплитуде входного сигнала. Напряжение на конденсаторе изменяетсяпо линейному закону прн заряде от генератора тока, тогда ц, jadep и --4- , СО где 1 - величина тока первого генератора тока; t,| - время до срабатывания первого элемента сравнения; время задержки срабатывания первого элемента сравнения и генератора тока. За счет задержки напряжение на конденсаторе превысит порог срабатывания элемента сравнения на величину, равную ли --L. (2) Эта величина постоянная, поэтому относительная погрешность запоминания амплитуды возрастает с уменьшением аходного сигнала (f«lH- lLil«S g L. При уменьшении тока заряда 1 с цель уменьшения этой погрешности увеличивает ся время, необходимое для запоминания амплитуды сигнала, что снижает точность устройства. Цель изобретения - повышение точности устройства. Это достигается тем, что оно содержи усилитель и ключ, один из входов которого соединен со вторым выходом блока управления, выход - с накопительным элементом, другой Б.ХОД - с выходом усилителя, вход которого подключен к другому аходу элемента (Сравнения в ко входу устройства. На чертеже приведена структурная схема устройства. Оно содержит последовательно соедине ные клемму 1 входного сигнала, усилитель 2 с коэффициентом усиления К, ключ 3, резистор 4, повторитель напряжения 5g вы ход которого через элемент сравнения 6 соединен с блоком управления 7, первый выход которого через разрядный элемент 8 соединен со входом повторителя напряжения, к которому подключен накопительный элемент 9, например, конденсатор, причем второй выход блока управления ct единен с управляющим входом ключа 3, входная клемма 1 соединена со вторым входом элемента сравнения 6, а выходная клемма 10 устройства подсоединена к выходу повторителя напряжения 5. Резистор 4 обеспечивает экспоненциальный заряд конденсатора. Работает устройство следующим образом. В исходном состоянии конденсатор 9 разряжен через разрядный элемент 8. Перед поступлением входного импульса блок 7 управления выключает разрядный элемент 8 и замыкает ключ 3. Входной сигнал через усилитель 2, ключ 3 и резистор 4 заряжает конденсатор 9 по экспоненциальному закону. Возрастающее напряжение на конденсаторе через повторитель напряжения 5 поступает на первый вход элемента сравнения 6. Так как входной сигнал поступает одновременно на второй вход элемента сравнения 6, то элемент сравнения находится в выключенном состоянии. При достижении на первом аходе амплитуды входного сигнала элемент сравнения срабатывает и через блок управления 7 выключает ключ 3. Заряд конденсатора прекращается и на выходной клемме Ю будет напряжение, равное амплитуде входного сигнала. Заряд конденсатора от входного сигнала определяется вьфажением к( V-UBX ), (3) где UBX, - амплитуда входного сигнала; С - постоянная времени заряда, . При достижении напряжения на конденсаторе амплитуды входного сигнала сработает элемент срав 1ения c, Bx-Ug -K(. (4) За счет задержки в элементе сравнения, блоке управления и ключе напрялсение на конденсаторе превысит амплитуду входного сигнала -). (5) Uc,Bx t -eОтносительная погрешность запоминания амплитуды входного сигнЕша равна t-jttgo cf-V4. . Jc -б Используя выражения 3-6, получим f jBidepMi / К Из этого выражения можно определить коэффициент усиления усилителя К при задакйой погрешности с времени заряда ховденсатора t и времени задаржки15..р. Из выражения (6) видно, что в АЗ, относительная погрешность нэ aaaHcvrr ут амплитуды В.ХОДНОГО сигнала, следоватагль- HOj и при малой амплитуде аходного сигкала отнэситеньная погрешность может быть достаточно малой Сравнительные испытания данного АЗУ подтвердили приведенный анапиз я показали, что при ами563литудах входного сигнала ниже 1 В относительная погрешность уменьшается в 5-10 раз по сравнению с известными, при этом же времени заряда емкости и может составлять величину меньшую 0,5 1%. Это позволяет использовать АЗУ в в устройствах, работающих в широком динамическом диапазоне входных сигналов, в которых необходима постоянная относитель ная погрешность запоминания амплитуды сигнала. Формула изобр е т е и и я Аналоговое запоминающее устройство, содержащее повторитель напряжения, атсод которого соединен с накопительным элементом, выход - с выходом устройства и с одним из входов элемента сравнения вы ход которого подключен ко входу блока управления, один из выходов которого соеди2нен со входом разрядного элемента, выход которого подключен ко входу повторителя напряжения, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности устройства, оно содержит усилитель и ключ, одни из входов которого соединен со вторым выходом блока управления, выход - с накопительным элементом, другой вход - с выходом усилителя, вход которого подключен к другому входу элемента сравнения и ко аходу устройства. Источники информбщии, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 415796, кл. Н ОЗ К 9/О2, 1974. 2.Волгин Л. И. электрические преобразователи для измерительных приборов и систем, .М,, Сов, радио , 1971, стр. 199-213. 3.Патент США № 3862437, кл. Н 03 4 17/ЗО, 1974.

М

S