Аналоговое запоминающее устройство Советский патент 1979 года по МПК G11C27/00 

(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к облас и вычислительной техники, и предназначено для выборки и Запоминания мгновенных значений напряжений, в частности, может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее усилители, накопительный элемент и ключи. Устройство охвач1ено двумя контурами обратной связи 1.

Однако, известное устройство обладает недостаточным быстродействием .ввиду того, что с увеличением коэффициента передачи усиЛителей уменьшается полоса частот усилителей.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является ана юговое запоминающее устройство, содержащее основной накопительный элемент, на;пример, конденсатор, одна обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, другая - к одному из входов каждого из двух усилителей и через первый ключ - к выходу первого усилителяV другой вход которого через второй ключ соединен со входом устройства Другой вход второго усилителя подключен к выходу

первого усилителя Через первый согласую1дий элемент, а через первый элемент обратной связи соединен с выходомданного усилителя, Аналоговое запоминающее устройство содержит также третий ключ, С замкнутым первым и вторым ключом и разомкнутым третьим устройство охвачено первым контуром отрицательной обратной связи и нахо0дится в режиме выборки, Напряжение на конденсаторе и выходе второго усилителя меняе.тся синфазно с напряжением входного сигнала и мало отличается от него по величине. С замкну5тым третьим ключом и разомкнутыми остальными устройство охвачено вторым контуром .отрицательной обратной связи и находится в рёжиме хранения. Напряжение с выхода второго усилителя

0 подается на вход первого усилителя. Так как характеристики первого уси.лителя не изменяются от режима выборки к режиму хранения, это напряжение устанавливается в режиме хра5нения равным с высокой точностью напряжению сигнгша при переходе устройства из режима выборки в режим хранения. Устройства, построенные по э,той схеме, обладают высокой точ0

йостью и в лучших образцах погрешность запоминания доведена до 0,01%

2

Однако, в настоящее время требуются устройства выборки и запоминани с погрешностью до 0,001%. Обеспечени наряду с такой точностью высокого быстродействия становится задачей чрезвычайно сложной. Применение для обеспечени:Я высокого быстродействия широкополосных усилителей приводит к снижению точности устройства, так как такие усилители имеют малый коэффициент передачи, Увеличение коэффициента передачи усилителей приводит к уменьшению полосы частот усилителей и, следовательно, быстродействия устройств.

Цель предлагаемого изобретения - повышение точности устройства. ,

Это достигается тем, /то в устройство введены третий усилитель, второй элементобратной связи, включенный между выходоми первым входом третьего усилителя, второй соглсующий элемент, четвертый и пятый ключи и вспомогательный накопительный элемент, например конденс атор, одна обкладка которого.соединена с шиной нулевого потенциала, а другая со вторым входом третьего усилителя и через третий ключ с выходом второго усилителя. Выход третьего усилителя соединен с выходом устройств и через четвертый ключ - с другим входом первого усилителя, а через

гдеUg - напряжение входного сигнала (напряжение на входе 24 усилителя 1); К - коэффициент передачи усилителя 1.,

На втором этапе напряжение, присутствующее на конденсаторе 9, запоминается и становится входным. Оно уравновешивается нап эяжением, поступоследовательно соединенные второй согласующий элемент, второй элемент обратной связи и пятый ключ - с выходом Первого усилителя.

На чертеже представлена структурная схема предложенного устройства.

Устройство содержит первый усилитель 1, второй усилитель 2, подключенный входом 3 через элемент обратной связи 4 к вьцсоду 5, а через согласующий элемент б - к выходу 7 первого усилителя 1, входом 8 - к одной обкладке конденсатора 9, соединенного другой обкладкой с шиной нулевого потенциала 10, и к входу

11первого усилителя, а через ключ

12- к вь1ходу 7 первого усилителя 1, третий усилитель 13, подключенный входом 14 через элемент обратной связи 15 к своему выходу 16 и выходу устройства 17, а через согласующий элемент 18 и ключ 19 - к выходу 7 первого усилителя 1; входом 20 - к одной обкладке вспомогательного конденсатора 21, соединенного другой обкладкой с шиной нулевого потенциала 10; а через ключ 22 - к выходу 5 .ВТОРОГО усилителя 2; и выходом 16 через ключ 23 - ко входу 24 первого усилителя 1, соединенного через ключ 25 с источником сигналов 26.

Работа устройства происходит в 4 этапа. Состояние ключей, соответствующее этапам, приведены в таблице.

(рь,-)

(-к.,с-р,)

:) ()

((i

.

i (( И+(.1(р2

коэффициент передачи усилителя 2 со стороны входа 3; (3 - коэффициент передачи усилителя 13 со стороны входа 20 (при разомкнутом ключе 19);

Pj- коэффициент передачи усилителя 2 со стороны входа 8.

R4

Z

p-l- Л6

АR.+ R, 2

4- t

де R

jr ь сопротивление элементов 4, б; .

Kg- коэффициент передачи усилителя 2.

К;

Pz rnr;

3коэффициент передачи усилидетеля 13. , v С учетом равенства R4 и R -(-Ю,5 к 2 {+0,54, Примем для простоты К2,К тогдар 1, (2 выра (2) примет вид . () На третьем этапе напряжение сутствующее на конденсаторе 21 поминается и становится входны пряжение йа конденсаторе 9 U этом равно , -.к, С учетом р) выражение (4) при вид и -и. I 2 Па четвертом эт;апё, в режиме нения, источниками напряжений, ются напряжения, присутствующие :конденсаторах 9, 21 (Uc U ) пряжение на выходе устройства, жение запоминания найдется из в НИЯ ,. (-K, .. P-S . ,Р4 коэффициент передачи у теля 13 со стороны вхо коэффициент передачи у теля 13 со стороны вхо (при замкнутом ключе 1 Г15 - сопротивления эл тов 15, 18. с учетом равенства и Ri8 P4VTfo;FK7 1+0 Кз и при К со р4 1; р5 2.

(6) примет вил

Теперь выражение

и -

.

С учетом (1

, (3), (5) выражение (7) запишется

Гк(2+К.) 2К.С2 + К 1

S.(7TK;iVJ .{«;

Отсюда найдется погрешность запоминания

2K(

10

-V-UB,

,( K-i вх ()pX К из выражения (8). видно, что погрешность запоминания в предлагаемом устройстве в К раз меньше погрешности в известном. Это позволяет, используя операционные усилители с малым коэффициентом передачи, строить прецизионное устройство выборки и запоминания. Например, при погрешность устройства будет равняться 0,01%. Возможность применения усилителей с малым коэффициентом передачи позволяет использовать широкополосные усилители, т.е. добиться высокого быстродействия устройств выборки и запоминания. Формула изобретения Аналоговое запоминающее устройство, содержащее основной накопительный элемент, например, конденсатор, одна обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, другая - к одному из входов каждого из двух усилителей.и через первый ключ к выходу первого усилителя, другой вход которого через второй ключ соединен со входом устройства, другой вход второго усилителя подключен к выходу первого усилителя через первый согласующий элемент , а через первый элемент обратной связи соединен с выходом даннозго усилителя, и третий ключ, .от л и ч ающ ее с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены третий усилитель, второй элемент обратной связи, включенный меходу выходом и nepBbJM входом третьего усилителя, второй согласующий элемент, четвертый и пятый ключи и вспомогательный накопительный элемент, например конденсатор, одна обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, а другая - со вторым входом третьего усилителя и через, третий ключ - с выходом второго усилителя, выход третьего усилителя соединен с выходом устройства и через четвертый ключ - с другим входом, первого усилителя, а через оследовательно соединенные второй

согласующий элемент, второй элемент обратной связи и пятый ключ.- с выходом первого усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2S v

24

/12

2,Авторское свидетельство СССР 482815, кл. G 11 С 27/00, 1973

(прототип).

м

13

-.21