Аналоговое запоминающее устройство Советский патент 1980 года по МПК G11C27/00 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для запоминания аналоговых сигналов в различных устройствах аналого-циф- g рового преобразования, в многоканальных устройствах обработки информации, в системах съема и запоминания сигналов с аналоговых датчиков, сопряженных с ЭВМ и т.д.JO

Известно запоминающее устройство на конденсаторе, обеспечивающее долговременное хранение запомненного напряжения, содержащее систему конденсаторов l -,15

Однако долговременность запоминания в известном устройстве принципиально ограничена, поскольку достигается путем улучшения технологических характеристик материалов и коне- 20 трукций пластин конденсатора.

Известно также запоминающее устройство, содержащее в качестве ячейки памяти последовательно соединенные 25 МДП-транзистор и транзистор с плавающим затвором 2 .

Недостатком такого запоминающего устройства является ограниченный диапазон запоминаемых- напряжений и боль-30

шая погрешность запоминания во времеки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является запоминающее устройство на конденсаторе, содержащее источник запоминаемого напряжения и активные элементы (транзисторы) в цепи заряда-разряда конденсатора З .

Недостатком этого известного устройства является значительная погрешность запоминания напряжения, вызванная разрядом конденсатора во времени. В результате этого запоминаемое напряжение не сохраняет свое значение на больших интервалах времени.

Цель изобретения - повышение то4ности и быстродействия устройства За счет устранения погрешности, вызванной разрядом конденсатора.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала, другая обкладка конденсатора подключена к выходу блока ввода информации, шины

опорных напряжений, введены последовательно включенные задаклдий генератор, триггер, генератор линейно изменяю дегося напряжения, элемент сравнения и формирователь импульсов, два ключа, два элемента И и инвертор, вход которого соединен с выходо задающего генератора и одним из первого элемента И, выход инвертора соединен с одним из входов второго элемента И, другой вход которого соединен с другим входом первого элемента И, другим входом триггера и выходом формирователя импульсов, выходы элементов И соответственно соединены с первыми входами ключей, вторые входы которых подсоединены к шинам опорных напряжений соответственно, выходы ключей соединены с другой обкладкой конденсатора и другим входом элемента сравнения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; а на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Аналоговое запоминающее устройство содержит блок 1 ввода информации, накопительный элемент, например конденсатор 2, задающий генератор 3, триггер 4, генератор 5 линейно изменягадегося напряжения, элемент б сравнения, инвертор 7, формирователь 8 импульсов, элементы 9 и 10 И, ключи 11 и 12.

Работа аналогового запоминающего устройства основана на принципе преобразования аналогового сигнала (напряжения) во временной интервал, пропорциональный запоминаемому напряжению, последующего сравнения этого интервала с опорным интервалом, вырабатываемым тактирующим генератором, и введения корректирующей поправки в величину запоминаемого напряжения в случае его изменения.

Устройство работает следующим образом.

Конденсатор 2 через блок 1 ввода информации -подключается к источнику запоминаемого напряжения и заряжается до значения Uy (в качестве блока ввода информации может быть использован ключ, управляемый строб-импульсом). Задающий генератор 3 непрерывно генерирует прямоугольные импульсы со скважностью, равной дву (фиг. 2а) . Эти импульсы поступают в второй вход триггера 4, который под дейс вием заднего фронта импульса от задающего генератора 3 устанавливается в состояние 1 (фиг. 2в). Импульс с выхода триггера 4 запускает генератор 5 линейно изменяющегося напряжения (фиг. 26). Напряжение с выхода генератора 5 линейно изменяющегося напряжения поступает на второй вход элемента 6 сравнения на первый вход которого подается напряжение с конденсатора 2. Пока

напряжение на конденсаторе 2 U больше напряжения на выходе генератора 5 линейно изменяющегося напряжения, на выходе элемента б сравнения имеется высокий положительный потенциал (фиг. 2г). Как только напряжение генератора 5 становится больше напряжения U на конденсаторе 2, на выходе элемента 6 сравнения появляется низкий поQ тенциал. Этот перепад напряжения через формирователь 8 поступает на вход триггера 4 и опрокидывает его в состояние О. В этот момент формируется обратный фронт пилообразного напряжения генератора 5 ли нейно изменяющегося напряжения. Напряжение с выхода элемента 6 сравнения поступает также через, формирователь 8 на один из входов элемента 9, на второй вход которого поступают

0 тактирующие импульсы с выхода задающего генератора 3. Элементы 9 и 10 И и инвертор 7 анализируют момент времени прихода импульса с выхода формирователя 8 (фиг 2 д) по отношению к

5 импульсам генератора 3 и, соответственно этому, осуществляют подзаряд конденсатора 2 или его подзаряд.

Если напряжение и X на конденсатоQ ре 2 за время нарастания пилообразного напряжения уменьшается (фиг. 2б) то срабатывание элемента 6 сравнения происходит раньше момента времени tj , соответствующего переднему фронту одс ного из импульсов генератора 3. Через инвертор 7 и элемент 10 И импульс с формирователя 8 (фиг. 2д) открывает ключ 12 (фиг. 2е) и подзаряжает конденсатор 2 на фиксированную величину от источника Е. Если по какой-либо

0 причине после момента tj напряжение на конденсаторе 2 увеличивается и становится больше напряжения U, (фиг. 2б), то срабатывание элемента сравнения б происходит позже момента времени tj, , соответствугацего переднему фронту импульса генератора 3. При этом импульс формирователя 8 через элемент 9 И открывает ключ 11 (фиг. 2ж) и подзаряжает конденсатор 2 на

Q фиксированную величину от источника напряжения при этом величины напряжений источников Е| и Ё2 выбираются так, чтобы ,o,x гдеихщс, min максимальное и минимальное значения запоминаемого напряжения.

Таким образом, запоминаемое напряжение U на конденсаторе 2 сохраняется неограниченно долгое время с 60 одинаковой погрешностью на любом интервале времени.

Запоминаемые напряжения на конденсаторах являются дискретными и 65 определяются количеством импульсов генератора 3 за время линейного рос та напряжения генератора 5 dUp «(Уdtгде Т - период импульсной последова тельности генератора 3; крутизна напряжения генератора 5; п - количество импульсов генера ра 3 за время нарастания пи образного напряжения до зна ния и X. Относительная погрешность от дис ретности преобразования (запоминани ALIx 2 1 и, 2пМ Формула изобретения Аналоговое запоминающее устройст во, содержащее накопительный элемент, например, конденсатор, одна и обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала, другая обкладка конденсатора подключена к выходу блока ввода информации, шины опорных напряжений, отлича ющееся тем, что, с целью повы шения точности и быстродействия устройства за счет устранения погрешности, вызванной разрядом конденсатора, в него введены последовательно включенные задающий генератор, триггер, генератор линейно измеряющегося напряжения, элемент сравнения и формирователь импульсов, два ключа, два элемента И и инвертор, вход которого соединен с выходом задающего генератора и одним из входов первого элемента И, выход инвертора соединен с одним из входов второго элемента И, другой вход которого соединен с другим входом первого элемента И, другим входом триггера и выходом формирователя импульсов, выходы элементов И соответственно соединены с первыми входами ключей, вторые входы которых подсоединены к шинам опорных напряжений соответственно, выходы ключей соединены с другой обкладкой конденсатора и другим входом элемента сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 141015, кл.С 11 С 17/00, 1959. 2.Патент США № 3500142, кл. G 11 С 11/40, опублик. 1970. 3. Авторское свидетельство СССР № 565327, кл. G 11 С 17/00,14.04,75 (прототип).

. .i,(/. .t ;i .«

( ..... ./. . 75-2493.,,. . .,,

шшшгошшлхш

ь

91

1

W.)

t

о)б/г