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

(54) .АНАЛОГОВОЕ ЗАП01;ШНА101ЦЕЕ УСТРОЙСТВО

1 Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике и предназначено для систем сбора и передачи данных устройств аналогогцифрового ввода/вывода в ЭВМ, для анналого-цифровых преобразо вьтелей. Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее входной и выходной усилители, три аналоговых ключа и накопительнь1й элемент LU . Недостатком известного устройства является низкая точность, вызванная с прохождением части импульса управления через паразитные емкости ключа на накопительный элемент при переклю чении устройства из режима записи в режим хранения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ана логовое запоминающее устройство, которое содержит входной усилитель, вход которого через первый и второй ключи соединен со входом и выходом устройства, выходной усилитель, первый вход которого через третий ключ соединен с выходом устройства, и накопительный элемент, включенный между выходом входного и первым входом выходного усилителей 2}. Недостатками указанного устройства являются низкие точность и быст родействие. При переключении устройства из режима записи в режим хранения, часть импульса управления третьим ключем проходит по паразитным емкостям на накопительньй элемент и накладывается на полезный сигнал, что приводит к появлению погрешности переключения. Кроме того,в режиме хра1нения входной ток выходного усилителя дозаряжает нЗкопителышй элемент, что приводит к появлению погрешности в режиме хранения. Следует также отметить, что в режш 1е -записи выходное напряжение . -- , устоойства близко к нулю, а выходное напряжение входного усилителя отслеживает напряжение на входе устройства При переключении устройства в режим хранения выходное напряжение входного усилителя изменяет полярность,а выход нов напряжение устройства становится равньм значению входного напряжения в момент переключения.Таким образом,при переключении из режима записи в режим хранения и наоборот наблюдаются значитальные перепады выходного напряжения входного и выходного усилителей, с чем связано большое время установления усилителей, а следовательно, и Низкое быстродействие. Возникающие при этом значительные переходные процессы проникают по паразитным емкосг тям на накопительньй элемент и приводят к дополнительным погрешностям устройства. Цель изобретения - повьппемие точности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый усилитель, выход которого соединен с основным накопительным элементом,например с одной обкладкой конденсатора,второй усилитель,первый вход которого соединен с другой обкладкой основного конденса тора и входом первого ключа,выход которого соединен с выходом устройства, с выходом второго усилителя и со входом второго ключа,выход второго ключа соединен со входом первого усилителя и с выходом третьего ключа,вход которого подключен ко входу устройства, и шину нулевого потенциала,введены третйй усилитель, четвертый ключ и Дополнительный накопительный элемент,. например конденсатор, одна из обкладок которого подключена к шине нулевого потенциала, а другая об1{ладка ко второму входу второго усилителя и к выходу четвертого ключа, вход которого подключен к выходу третьего уйилитёля, вход третьего усилителя соединен со входом устройства. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройртва, Устройство содержит ключи 1-4,усилители 5-7,накопительные элементы,например конденсаторы 8 и 9, и шину 10 нулевого потенциала. Устройство работает следующим об-г разом. . В режиме записи ключ 3 замкнут, ключ 2 разомкнут ., ключи 1 и 4 замкНуты. Сигнал иgy совхода устройства ёредается через ключ 3 на усилитель , выходное напряжение которого О тановится равным BblX/VV o.-, где А - коэффициент усилошя усилителя 5; 0 - напряжение смещения входнот го усилителя 5. Выходное напряжение усилителя 7 проходит через ключ 4 на второй вход усилителя 6 и дополнительный накопительный элемент 9, заряжая его до величины - (i где Aft И 8(50 - коэффициент усилителя .и напряжение смещения усилителя 7 соответственно. Усилитель 6 в режиме записи замкнут через ключ 1 отрицательной обрат-; ной связью и на его первом входе напряжение равно выходному напряжению f ftыx V oз где - соответственно коэффициент усиления и напряжение смещения усилителя 6. Напряжение и g на накопительном элементе 8 при-этом равно разности выходных напряжений усилителей 5 и 6 Ал-А-х exiV:f h oVAr oit c8 ЧxТаким образом, при A-j и До близких К единице, напряжение на выходе устройства незна.чительно отличается от входного, а напряжение на накопительном элементе 8 незначительно отличается от нуля. При замыкании ключа 2 и размыкания остальных ключей 1,3 и 4 устройство переходит в режим хранения. При этом напряжения на накопительных элементах 8 и 9 становятся равными v -;пA7 V o zтм: ::-e«эl l i. (feJ дй Ugyi - напряжение на входе устройства в момент переключения из режима записи-в режим хранения; uJ MuUrj -напряжения ошибки, образо вавшиеся в результате про хождения части сигнала уп .равления и входного тока усилителя 6, Выходное напряясение устройства в режиме хранения определяется следутощим выражением v,xo;- J6ыxo ov с) ,. Из (5), (6) и (7) находим выходно напряжение на выходе устройства в ре жиме хранения ,-А, , ,, ,е . АЗ Cd l4A. i4A5 obi+A -Aj. f+A (, (8) Из выражения (8) можно определить погрешности аналогового запоминающего устройства.

гдедА ,дго ,uCo2i ли - соответственно погрешности, возникающие вследCTBi e конечного значения коэффициента усиления усилителя 6, вследствие наличия напряжения смещения усилителей 5,6 и 7 и вследствие прохождения импульса управления на накопительных элементах 8 и 9 и наличия входного «о тока усилителей 5-7. Таким образом, введение новых эле ментов, а именно третьего усилителя, дополнительного накопительного элеме та и четвертого ключа выгодно отличает предлагаемое устройство от известного более высоким быстродействием и точностью. При этом напряжени погрешности прохождения импульса уп. равления д Uy) в отличие от известного вычитаются и при рщентичных ключах 1 и 4 будут в значительной степени компенсированы. Напряжение погрешностей, вызванных напряжениями смещения усилителей 5 и 6, делятся на коэффициент усиления усилителя 6 Поскольку усилитель 7. постоянно подсоединен ко входу устройства, то

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый усилитель, выход которого соединен с основным накопительным элементом, например с одной обкладкой конденсатора, второй усилитель, первый вход которого соена; его входе не возникают перегрузки при переключении режимов устройства. Таким образом, -третий усилитель может быть вьтолнен прецизионным, например, может быть использован усилитель с преобразованием сигнала и чрезвычайно мальм напряжением смещения (микровольты) без уменьшения быстродействия устройства. В предлагаемом устройстве устранены скачки напряжения на выходах усилителей при переходе устройства из одного режима работы в другой, что ис слючает перегрузки и нелинейный режим работы усилителей, последним обеспечивается высокое быстродействие схемы. Подавление синфазных помех, (проникание импульсов управления ключами на накопительные элементы.и разряд последних входными токами выходного усилителя) позволяет значительно повысить помехоустойчивость устройства, а следовательно, и его точность, максимально упростить схемы формирования импульсов управления ключами за счет исключения из их состава сложных устройств компенсации погрешностей проникания импульсов управления на накопительные элементы. динен с другой обкладкой основного конденсатора и входом первого ключа, выход которого соединен с выходом устройства, с выходом второго усилителя и со входом второго ключа, вы- ход второго ключа соединен со входом, первого усилителя и с выходом третьег го ключа, вход которого подключен ко входу устройства, и шнну нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены третий усилитель, четвертый ключ и дополнительный накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого подключена к шине нулевого потенциала, а другая обкладка ко второму входу второго усилителя и к выходу четвертого ключа, вход -ко-торого подключен к выходу третьего

- 886056,;

утсилнтеля, вход третьего усилителя 1 . Авторское свидетельство СССР соединен со входом устройства. ц 482815, кл. G 11 С 27/00,197.

Источники информации,2. Патент США № 4066919,

принятые во внимание при экспертизе .кл.° .G П С 27/00, 1977 (прототип).