Аналоговое запоминающее устройство Советский патент 1981 года по МПК G11C27/00 

(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях.

Известны устройства запоминания, напряжения, содержащие конденсатор во входной цепи усилителя 1.

Однако такие устройства имеют .невысокую точность из-за дрейфа напряжения смещения усилителя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аналоговое запоминающее устройство с компенсацией дрейфа напряжения смещения, содержащее конденсатор, усилитель и три переключателя, подт вижные контакты первого и второго переключателей подключены к обкладкам конденсатора,подвижный контакт третьего - к выходу усилителя, один из неподвижных контактов первого переключателя подсоединен ко входу устройства, один из неподвижных контактов второго - к выходу усилителя, один из неподвижных контактов третьего - к общей шине, другие неподвижные контакты первого и третьего переключателей соединены между .собой, другой неподвижный контакт

второго переключателя соединен с общей шиной 2.

недостатком такого устройства является низкая точность и быстродействие.

В режиме записи (выборки) конденсатор соединен одной обкладкой с источником сигнала, а другой - с выходным зажимом усилителя. На эк0вивалентном выходном сопротивлении этого зажима RQ падает напряжение, определяющее погрешность недозаряда конденсатора

cr;.i/ci zjRp;,

5

где Zj.- емкостное сопротивление конденсатора.

0

Минимальной погрешности соответствует неравенство ,T.e. необходимо использовать усилйтзль с ми. нимальным выходным сопротивлением.

5

С другой стороны, непосредственное подключение конденсатора к источнику входного сигнала вызывает шунтирование последнего и как след;ствие - снижение точности. Возникающая при этом погрешность выражается формулой (при )

,.-f/(t.,

где Rp - внутреннее сопротивление источника входного сигнала. Поскольку (6,28 fpC) , погрешность тем выше, чем больше частота сигнала f(, и емкость, конденсатора С. При этом быстродействие известного устройства определяется постоянной времени

)

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что и аналоговом запоминающем устройстве, содержащем усилитель, охваченный по инвертирующему входу обратной связью, накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена чере первый размыкающий контакт с выходом усилителя и устройства, а через первый замыкающий контакт- с шиной нулевого потенциала, второй размыкающий контакт, второй и третий замыкающие контакты, другая обкладка конденсатора соединена через второй размыкающий контакт с шиной нулевого потенциала, а через второй замыкающий контакт - с нёинвертирующим входом усилителя, вход устройства подсоединен через третий замыкающий контакт к неинвертирующему входу усилителя.

На чертеже изображена функционалная схема предлагаемого устройства. Оно содержит накопительный элемент, например конденсатор 1, усилитель 2 размокающие контакты 3 и 4, замыкающие контакты 5-7 и шину 8 нулевого потенциала (на чертеже условно показаны только контакты, которые могут принадлежать переключателям, ключам и т.д.).

Устройство функционирует следующим образом.

В режиме записи (выборки) контак 7 замкнут, конденсатор 1 контактами 3 и 4 подключен к выходу усилителя 2 и к шине нулевого потенциала. Конденсатор 1 заряжается до напряжения

Uc %lTr- o)r(

где Ugj( - напряжение источника сигнала;

U0 - напряжение смещения усилителя.

Поскольку для повышения точности аналогового запоминающего устройств коэффициент передачи по напряженюо усилителя с разомкнутой обратной ;;вязью выбирают намного больше единицы, т.е. , то К/(1+К)1 и выражение (1) приобретает вид

(tUo)

(2)

, При этом источник сигналов соединен со входом усилителя 2, охва.ченного 100%-ной обратной связью по неинвертирующёму входу. В результате этого достигается высокое входное и низкое выходное сопротивления усилителя. Здесь исключается шунтирование источника сигнала и осуществляется форсированный заряд конденсатора 1 выходным током усилителя 2. а отличие от известного устройства

5 Постоянная заряда конденсатора 1 составляет г. ,(где С - емкость «ОНЯенсатора 1), а так как в выражение не входит внутреннее сопротивление источника входного сигнала Rp /

11 нгшного превышающего малую величину ШЫХОДНого сопротивления усилителя 2 Qf то быстродействие предлагаемого устройства может на несколько порядков превысить быстродействие

« иэввстиого устройства.

В режиме хранения контакт 7 размыкается, а конденсатор 1 коммутируется контактами 6 и 5 таким образом, что обкладка конденсатора 1, находившаяся под потенциалом шины

0 8, подключается к неинвертирующему входу усилителя 2, а обкладка конденсатора 1, находившаяся под потенциалом Uc , подключается к шине 8. Выходное напряжение аналогового

5 запоминающего устройства при этом составляет

вы.) сь)

Q где - напряжение смещения усилителя 2 в момент перехода из режима записи в режим хранения.

Выражения (2) и (3) показывают котлпенсацию uj ,поскольку

(d)-iV-W -(iUo )-Ue.

Таким образом, на выходе устройства в режиме хранения присутствует инвертированный по знаку запомненный входной сигнал.

Достигаемый положительный эффект выгодно отличает предлагаемое устройство от известного. Высокое быстродействие и точность устройства позвол яет достигнуть высокой пропуск ной способности обработки информации таких устройств, как системы сбора данных, аналого-цифровые преобразователи, высокоскоростные системы цифровой связи.

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее усилитель, охваченный по инвертирующему входу обрат ной связью, накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена через первый размыкающий контакт с выходом усилителя и устройства, а через первый замыкающий контакт- с шиной нулевого потенциала, второй размыкающий контакт, второй и третий замыкающие контакты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в нем другая обкладка конденсатора соединена через второй размыкающий контакт с шиной нулевого потенциала, а

Вх. Я

через второй замыкающий контакт с неинвертируюшим входом усилителя, вход устройства подсоединен через третий замыкающий контакт к неинвертирующек входу усилителя.

Источники информации, hpHHRTHe во внимание при экспертизе

А/х.

г -Ч