Аналоговое запоминающее устрой-CTBO Советский патент 1981 года по МПК G11C27/00 

(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение предназначено для запоминания, хранения и предварительной обработки выборок аналоговых сигналов в аналоговых и аналого-цифровых системах обработки данных. Ввиду пониженных требований к точности изготовления компонентов, устройство может быть реализовано в интегральном исполнении.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее усилитель постоянного тока, запоминающие ячейки, катодный повторитель, ключи .).

Недостатком устройства является ограниченные функциональные возможности, т.е. оно не может хранить одновременно несколько выборок.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аналоговое запоминающее устройство, особенностью которого является независимость точности его работы от точности используемых пассивных компонентов и от напряжения смещения нуля рперационного усилителя 2.

Однако применение такого устройства в системах обработки данных малоэффективно ввиду того, что задачи обработки данных часто требуют одновременного хранения целой серии выборок аналогового сигнала. В известном устройстве задача одновременного хранения нескольких выборок аналового сигнала не решена. Обычным схемотехническим решением в таком случае является использование нескольких аналоговых запоминающих устройств, т.е. нескольких операционных усилителей с запоминающими конденсаторами, ключами, повторителями и пассивными компонентами. Крометого, считывание уровня выходного напряжения в известном устройстве осуществляется непосредственно с выхода инвертирующего операционного усилителя. Поэтому при выполнении операции считывания операционный усилитель постоянно занят и неможет использоваться для других целей (например, для записи уровня аналогового сигнала в ячейку). Таким образом, снижается эффективность использования имеющихся элементов и суммарное быстродействие устройства.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей устройства за счет осуществления операций сложения и вычитания сигналов. Поставленная цель достигается тем, что в известное аналоговое запоминающее устройство, введены дополнительные ключи, накопительные элементы, например конденсаторы, повторители напряжения и пассивные элементы, например резисторы, причем входы дополнительных повторителей напряжения соединены с одними из обкладок дополнительных конденсаторов, другие обкладки которых подключены к шине нулевого потенциала, выход каждого дополнительного повторителя напряжения соединен через последовательно включенные дополнительный резистор и первьш дополнительный ключ с входом операционного усилителя, выход которого через вторые дополнительные ключи соединен с входами дополнительных повторителей напряжения, выходы которых через третьи дополнительные ключи соединены с выходом второго ключа, другой вывод второго резистора через четвертый дополнительный ключ соединен с входом операционного усилителя. На чертеже изображена функциональная схема.предлагаемого устройства. Устройство содержит ключи 1 и 2, первый пассивный элемент, например резистор 3, операционный усилитель 4, первые дополнительные ключи 5-7, вторые дополнительные ключи 8 и 9, третьи дополнительные клю чи 10-12, повторитель напряжения 13, накопительный элемент, например конденсатор 14, второй пассивный элемент, например резистор 15, дополнительные накопител.ьные элементы, например конденсаторы 16 и 17, дополнительные повторители 18 и 19 напряжения, ;5,ополнительные пассивные элементы, например резисторы 20 и 21, щину 22 нулевого потенциала. Устройство работает следующим образом. При записи напряжения UB , поступающего на вход устройства, замыкаются ключ 2 и пара ключей из групп 5-7 и 1, 8 и 9, элеменсоответствующая накопительному ту, в который производится запись. Например, если запись производится на конденсатор 14 и повторитель 13, то замыкается ключ 5, а ключ 1 переводится в верхнее положение, как- показано на чертеже. По окончании переходного процесса в схеме ключ 1 переводится в нейтральное, разомкнутое поло:4 ение. Считывание записанного на конденсатор 14 напряжения, осуществляется как непосредственно с выхода повторителя 13 напряжения. («Вых. 1), так и через операционный усилитель 4. При этом КЛЮЧ 2 размыкается, ключ 5 замыкается, а ключ 1 переводится в нижнее положение. По окончании переходного процесса на выходе операцис)нного усилителя 4 устанавливается напряжение, равное . независящее ни от точности изготовления пассивных элементов 15 и 3 (например, резисторов), ни от напряжения смещения нуля операционного усилителя 4. Это напряжение, в свою очередь, может быть записано в любой из конденсаторов 16 и 17. Например, если запись производится на конденсатор 17, то ключ 1 переводится в нейтральное, разомкнутое положение, и замыкаются ключи 8 и 10 (ключ 7 разомкнут). На выходе повторителя 19 уста«авливается напряжение, равное UBX- После этого ключи 5, 8 и 10 размыкаются и операционный усилитель 4 может использоваться для выполнения других операций, например - для записи на кон денсаторы 14 и 16 новых значений напряжения и Считывание напряжения Иах, запомненного на конденсаторе 17, осуществляется с выхода повторителя 19, обозначенного «Вых.п. Устройство позволяет также суммировать (вычитать) напряжения, хранящиеся на конденсаторах 14, 16 и 17. Например, пусть на конденсаторе 14 в первом цикле записи записано напряжение U,4 -Ue)(I+-JJ где RIS -сопротивление пассивного элемента 15; Rs -сопротивление пассивного элемента 3; Uji M-напряжение на выходе устройства в момент записи; см - напряжение смещения нуля операционного усилителя 4, На конденсаторе 16 во втором цикле записи записано напряжение Ui6 -Uax3 + Есм(1 + рд j -сопротивление пассивного элемента 20, у -напряжение на входе устройства, в момент записи. При суммировании напряжений Uu замыкаются ключи 5 и 6, а ключ 1 переводится в нижнее поло) (ключ 2 разомкнут). При этом на выходе операционного усилителя 4 формируется напряжение г, rirRi , р ti , К + R J , + + Ris -f Есм(1 +-1 +-) U ьх,ц + bt, Rj Rb т.е. ощибка суммы напряжений UBX и UBXI не зависит от точности изготовления и соотношения сопротивлений , Rjo и имеет величину, равную Нем- Современные интегральные операционные усилители Ef, 3-5 мВ при полном размахе выход ного напряжения порядка 10В, Ошибка от среднего значения 5 В в этом случае не превысит 0,06-0,1%, что вполне приемЛемо для многих практических приложений.