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

(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относится к области вычислительной техники,, а точнее к устройствам для хранения дискретных значений вы-, ходных величин в аналоговой форме.

Известно устройство для запоминания электрических напряжений, используемое в вычислительной технике для квантования аналоговых сигналов с целью моделирования цифровых управляющих вычислительных машин с помощью аналоговых моделей. Устройство содержит .ключ и операционный усилитель с гибкой обратной связью 1.

Недостатком устройства является малая точность моделирования за счет пренебрежения ощибкой от ограниченности разрядной сетки цифровых управляющих вычислительных машин.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для запоминания напряжений на усилителях постоянного тока, которое содержит операционный усилитель и ключ, один контакт которого соединен с входом операционного усилителя и через конденсатор с выходом операционного усилителя, который через резистор соединен с вторым контактом ключа и другим резистором, через который подается входное напряжение 2.

При замыкании контактов ключа на выходе операционного усилителя устанавливается напряжение, равное входному напряжению. После размыкания контактов ключа

выходное напряжение остается неизменным (запоминается) до следующего замыкания контактов ключа. Таким образом осуществляется квантование входного напряжения по времени.

fg Известное устройство не может осуществлять квантование напряжения по уровню, необходимое для более точного моделирования цифровых управляющих вычислительных машин и исследования влияния ограниченной разрядности цифровых управляющих вычислительных машин на точность вычислений.

Целью изобретения является расщирение области применения устройства за счет осуществления квантования входного напряжения по уровню.

20 Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый усилитель, в цепи обратной связи .которого включен накопительныи элемент, например конденсатор, ключ, выход которого соединен со входом первого усилителя, вход ключа соединен с одним из выводов пассивного элемента, другой вывод которого подключен к выходу первого усилителя и к выходу устройства, шину нулевого потенциала и шины постоянного напряжения, введены второй усилитель, блок сравнения, ограничитель и переключатель, выполненный на поляризованном реле, конец обмотки которого соединен с шиной нулевого потенциала. Начало обмотки поляризованного реле подключено к выходу ограничителя, вход которого соединен с выходом блока сравнения. Первый вход блока сравнения соединен со входом устройства. Вход второго усилителя подключен к шинам питания через переключающий со средним положением контакт поляризованного реле, выход второго,усилителя соединен со вторым входом блока сравнения и входом ключа. Выход блока сравнения соединен через замыкающий контакт поляризованного реле с выходом ограничителя.

На чертеже изображена функциональная схема предложенного устройства.

Оно содержит ключ 1, усилители 2 и 3, накопительный элемент -конденсатор 4, пассивный элемент 5, блок сравнения 6, ограничитель 7, поляризованное реле с обмоткой 8, замыкающим контактом 9, подвижным контактом 10 и неподвижным контактами 11 и 12, шину нулевого потенциала 13 и шины постоянного напряжения 14 и 15.

Устройство работает следующим образом,

Ключ 1 d помощью источника внешней частоты квантования входного сигнала замыкается на короткие промежутки времени, достаточные для того, чтобы зарядить конденсатор 4 с постоянной времени зарядд Т ..C до величины входного напряжения,

квантованного по уровню Ugvi, в/ (t), гдеС - емкость конденсатора 4, R - сопротивление пассивного элемента 5,.%y(V) -выходное напряжение усилителя 2).

При этом должно выполняться условие

jtfBXHanf, где .- максимальная частота входного сигнала. В то время, когда ключ 1 разомкнут (7V) на выходе усилителя 2 сохраняется постоянное напряжение, равное входному напряжению в момент замыкания ключа 1.

Передаточная функция этой части устройства в операторной фощле описывается выражением W (Р) , где Г + Tf - период квантования сигнала по времени; 7р - время разряда конденсатора 4.

Напряжение 17 и«-вУ (t), квантованное по уровню, формируется на выходе усилителя 3 и подается на выход блока сравнения 6. В блоке сравнения 6 постоянно происходит сравнение напряжений UM (t) и UBM ftv (t}.

Если выполняется неравенство К 1/Рх1 }--и их..у(0 /1Гср/,

где К. - коэффициент передачи блока сравнения 6;

Vtp - напряжение срабатывания обмотки

реле 8,

то реле не срабатывает и на вход блока сравнения б прикладывается постоянное

напряжение, амплитуда которого определяется предыдущим шагом квантования уровня.

При ( {t),/ срабатывает обмотка реле вив зависимости от знакаVto (i),.Y(Vj подключает на вход

усилителя 3 постоянное напряжение +U«i или -U о и шунтирует своим замыкающим контактом 9 ограничитель 7. При этом VRMJ.W (t) быстро возрастает до величины, обеспечивающей выполнение равенства

К UMft)-l/BHV.vft)Ver, ,

где 1Г«тп О - напряжение отпускания обмотки реле 8.

Ограничитель 7 предназначен для расширения зоны гистерезиса обмотки реле 8.

Наличие и ширина этой зоны определяют

шаг квантования сигнала V по уровню.

В результате последовательных срабатываний обмотки реле 8 на выходе усилителя 3, а следовательно, и на выходе ключа 1 формируется ступенчатое напряжение Vewx.sv (t) (фиг. 2). Таким образом, выходное на- . пряжение соответствует входному напряжению (l), квантованному по времени и по уровню, что означает запоминание устройством мгновенных значений входного напряжения V8.(f) па время Т.

Использование новых элементов - второ го усилителя, блока сравнения, ограничителя И поляризованного реле позволяет предложенному устройству кроме квантования вход ного напряжения по времени осуществлять квантование сигнала по уровню, что обеспечивает -более точное моделирование вычислительных процессов и позволяет исследовать влияние ограниченной разрядности цифровых управляющих вычислительных машин на точность вычислений управляющих сигналов.

Формула, изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый усилитель, в цепи обратной связи которого включен накопительный элемент, например, конденсатор, ключ, выход которого соединен со входом первого усилителя, вход ключа соединен с одним из выводов пассивного элемента, другой вывод которого подключен к выходу первого усилителя и к выходу устройства, шиНу нулевого потенциала и шины постоянного

напряжения отличающееся тетл, что, с целью расширения области применения устройства за счет осуществления квантования входного напряжения по уровню в него введены второй усилитель, блок сравнения, ограничитель и переключатель, выполненный на поляризованном реле, конец обмотки которого соединен с шиной нулевого потенциала, начало обмотки поляризованного реле подключено к выходу ограничителя, вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый вход блока сравнения соединен со входом устройства, вход второго усилителя подключен к шинам питания через переключающий

со средним положением контакт поляризованного реле, выход второго усилителя соединен со вторым входом блока сравнения и входом ключа, выход блока сравнения соединен через замыкающий контакт поляризованного реле с выходом ограничителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Жовинский В. Н. Схемы запоминания напряжений и блоки запаздывания. М., Госэнергоиздат, 1963, с. 31 (прототип).