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

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки аналоговой информации, устройствах автоматики, измерительной и вычислительной техники.

Известен аналоговый элемент памяти l,. недостатком которого является низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является блок аналоговой памяти, содержащий последовательно соединенные схему сравнения, усилитель ошибки,,запоминающий элемент с неразрушающим считыванием информации и устройства считывания, а также нелинейный фушошональный преобразователь. При этом, первый вход схемы сравнения является входом блока аналоговой памяти, второй вход соединен с выходом устройства считывания, третий вход соединен с выходом нелинейного функционального преобразователя, вход которого соединен с выходом

усилителя ошибки, причем выход устройства считывания является выходом блока аналоговой памяти, обладающий повышенfbiM быстродействием 2j,

Недостатком известного устройства является сложность настройки нелинейного функционального преобразователя, что уменьшает стабильность и надежность работы.

Цель изобретения - повышение надежности и стабильности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговом запоминающем устройстве, содержащем последовательно соединенные блок сравнения, усилитель ошибки, запоминающий эле мент, блок считывания, нелинейный функциональный преобразователь, при этом первый вход блока сравнения является входом устройства, второй вход подключен к выходу блока считывания, выход которого является выходом устройства, вход нелинейного функционального преобразователя подключен к первому

15ХОДУ блока сравнения, а выход подключен ко входу усилителя ошибки.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2а - характеристики записи-считывешия трех различных аапоминающих элементов с неразрушающим считыванием) на фиг. 26 - требуемые характеристики нелинейного функционального преобразователя. Устройство содержит, блок 1 сравнения, 10 усилитель 2 ошибки, нелинейный функцио- . нальный преобразователь 3, запоминающий элемент 4, блок 5 считывания. Устройство работает следующим образом. При поступлении некоторого значения входной аналоговой величины , , которое необходимо запомнить с заданной точностью, вначале осуществляется неразрущающее считывание информации с запоминающего элемента 4с целью определения его состояния, которое к данному моменту времени может быть произвольным, что зависит от аналоговой информациИ| записанной в нем ранее, и осущест ляется фиксациясчитанной аналоговой величины Xgiji B блоке 5 считывания на время выключения сигнала считывания и включения сигнала записи. Необходимость фиксации объясняется недопустимостью одновременно воздействия сигналов записи и считывания для существующ запоминающих элементов л ибо из-за взаим влияния этих сигналов, к примеру в маг нитных запоминающих элементах, либо из-за того, что сигналы записи и счи.тывания подаются на одну и ту же цепь к примеру в запоминающих элементах на МНОП-транзисторах. Таким образом, такты записи и считывания разнесены во времени. Предположим для определенности, чт состояние запоминающего элемента соответствует нулевому значению входной аналоговой величины X 0 зешисанной Б нем ранее. Пусть усилитель 2 ошибки имеет коэффициент усиления равный еди нице. Оцним из основных требований, предъявляемых к аналоговым запоминающи устройствам является линейная зависимость записываемой входной Х.,,и считываемой выходной Хл. аналоговых величин, причем в большинстве случаев требуется равенство этих величин Х, Xg, что графически отражается линие А (фиг. 2а). Предст.вим, что в устройстве отсут ствует нелинейный функциональный прео

бразователь 3. В этом случае блок 1 сравнения сравнивает значения входной аналоговой величины , и выходно аналоговой величины Х„,О, и выделяет

(7D

сигнал ошибки л X, определяемый их разностью, т.е. . -Х„ , который по&Т f

дается на вход усилителя 2 ошибки, имеющий коэффициент усиления, равный единице. Следовательно, выходной сигнал . 15 20 усилителя ощибки 2-Х , который является сигналом записи для запоминающего элемента 4, равен значению входной аналоговой величины Xgj, т.е. X ,Х. Запись этой величины в запоминании элемент 4, обладающий нелинейной характеристикой записи-считывания (кривая В на фиг. 2а), приводит к тому, что при дальнейшем считывании информации блок 5 считывания формирует значение выход ной аналоговой величины, равное X , значительно отличающееся от записываемой величины X. . Если же использовать нелинейный функциональный преобразователь 3, который под действием входного сигнала Х- сформирует такой сигнал Х.. что выходной сигнал усилителя 2 ошибки ЗП1 tfli ° ® записи этого сигнала на запоминающий элемент. 4г при дальнейшем считывании информации блок 5 считывания формирует значение выходной аналоговой величины, равное Х- ,, совпадающее со значеоЬпх,,,, нием входной, т.,е. Х,.(Хд . Рассмотрениый принцип действия устройства Справедлив при любых значениях входной аналоговой величины Х„ в I5X диапазоне ее изменения. Характеристика нелинейного фушшнонального преобразователя 3 (фиг. 26) может быть получена графическим способом при задании различных значений Xg , испсмьзуя график х актеристик записи-считывания запоминающих элементов 4 (фиг. 2а), либо аналитическим СпоЬобом следующим образом. Характеристика записи-считывания запоминающего элемента 4 может быт1/ записана аналитически, как нелинейная зависимость (X ). Если в качестве независимой переменной взять величину Xgi , а в качестве зависимой переменной взять величину X , то зависимость ,y(X.|) отражает инверсную характеристику записи-считывания. С учетом этого, характеристика нелинейного функционального преобразователя 3 определяется разностью инверсной характеристики записи-считывания запоминающего элемента 4 и входной величины, т.е.

(6.

Г ,. где Х - выходной сигн/ал нелинейного A . - ВЫХОДНОЙ сигнал Фп

функционального преобразователя 3.

Если состйяние запоминающего эле Meitri-a 4 является не нулевым, то X.S О и эту величину необходимо учесть при анализе Щ)инципа работы устройства, который остается таким же. Причем вид характеристики нелинейного функционального преобразователя 3 не зависит от исходного состояния запоминающего элемента 4.В случае идеальной настройки нели-. нейного функционального преобразователя 3 и усилителя 2 ошибки для записи значения входной аналоговой величины X. потребуется всего один цикл работы устройства, состоящий из одного такта неразрушающего считывания информации и одного такта записи информации в-запоминающий элемент 4, причем время записи не изменяется при записи величины Х- различного уровня.

Из-за невозможности идеальной нартройки нелинейного функционального феобразователя 3 и усилителя 2 ошибш, из-за возможных отклонений параметров схемы во время работы, после первого цикла работы устройства вновь возникает сигнал ощибки д X, для уменьщения которого до требуемого уровня необходимо еще несколько циклов работы устройства. При этом общее число циклов работы устройства, определяющее его быстродействие, определяется точностью настройки узлов устройства и требуемой точностью записи аналоговой вепичины Х,

В отличие от известного, в предлагаемом устройстве не образуется контур местной обратной связи, который может вызвать возникновение автоколебаний

или выход блоков, входящих в этот контур, в режим насыщения. Поэтому, к динамическим свойствам нелинейного функционального преобразователя, блока сравнения и усилителя ошибки не предъявляется высоких требований, нет необходимости о принятии мер по обеспечению устойчивости работы, что упрощает настройку устройства и повышает стабильность и надежность его работы.

IS

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее последовательно соединенные блок сравнения, усилитель ошибки, запоминающий элементу блок считывания и нелинейный функциональный преобразователь, при этом первый вход блока сравнения является входом устройства, второй вход подключен к выходу блока считывания, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что , с целью повышения надежности и стабильности работы устройства вход нелинейного функционального преобразователя подключен к первому входу блока сравнения, а выход подключен ко входу усилителя ошибки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения

1.Патент Японии № 44-12983, кл. 97 (8) 1, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке М« 2576368/18-24,

кл. G 11 С 27/ОО, 1978 (прототип).

Ssii.

.

ЦшЮ}

ifH2} 4uitl3)

a

% зп() XyjZi2) Из„г(5)