Аналоговое запоминающее устройство Советский патент 1982 года по МПК G11C27/00 

(S) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике и может использоваться в помехоустойчивых системах сбора данных и устройствах аналого-цифрового вво- да - вывода для связи с вычислительной машиной. Известно помехоустойчивое анало говое запоминающее устройство с дифференциальным входом, содержащее уси лители, накопительный элемент, ключ и делители напряжений Ст 3. Недостатком указанного устройства является низкая точность, обусловлен ная отсутствием отрицательной обратной связи как в режиме выборки, так ив режиме хранения. Известно также аналоговое запоминающее устройство с дифференциальным входом, содержащее три усилителя, накопительный элемент, три делителя напряжения и ключи ,2. Недостатком указанного устройстЗЗ является повышенная сложность и низкая точность. Сложность устройства вызвана наличием трех усилителей, а низкая точность определяется точностью подбора коэффициента деления каждого из трех делителей и относительным разбросом коэффициента деления от одного делителя к другому. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый и второй усилители, одним входом первый усилитель через втсчзой и первый ключи соединен соответственно с. входом и выходом уст ройства, а выходом - с выходом устройства и входом второго усилителя, выход второго усилителя через третий ключ подключен к другому входу первого усилителя и накопительному элементу, например, одной обкладке, конденсатора, соединенного другой 3 своей обкладкой е шиной нулевого по тенциала з. Недостатком известного устройств является низкая точность, поскольку на накопительный элемент через пара .зитную емкость третьего ключа прони кает часть напряжения, управляющего работой клюма. Величина этой погреш ности зависит от напряжения входного сигнала, а поскольку закон изменения его обычно непредсказуем, то выделение погрешности из-за прохождения сигнала управления ключом и ее компенсация крайне затруднена. Известное устройство обладает также низкой помехоустойчивостью, вызванной отсутствием дифференциального входа. Синфазный сигнал воспринимается как полезный и воспроизводится затем на выходе устройства. Таким образом, невозможно выделить слабый сигнал на фоне сильных синфазных по мех. Цель изобретения - повышение точ ности и помехоустойчивости. Поставленная цель достигается те что в аналоговое запоминающее устро ство, содержащее накопительный элемент, например конденсатор, первый усилитель,первый вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, входы кбторых являются соот ветственно первым входом и выходом устройства, второй усилитель, первы вход которого подключен к выходу первого усилителя и является выходом устройства, третий ключ и шину нулевого потенциала, введены четвер тый и пятый ключи, выходы которых соединены с вторым входом второго усилителя, выход первого усилителя соединен с одной из обкладок конденсатора, другая обкладка конденсатора соединена с входами пятого и третьего ключей, вход четвертого ключа является вторым входом устрой ства, выход третьего ключа соединен с шиной нулевого потенциала. На чертеже изображена .функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит усилители 1 и 2, накопительный , например конденсатор 3, ключи 4-8, .входы 9 и 10 устройства, выход 11 устройства и шину 12 нулевого потенциала. Устройство работает следующим об разом. 54 С замкнутыми ключами 4, 7, 6 и разомкнутыми ключами S и 8 устройство находится в режиме выборки. Одна обкладка конденсатора 3 соединена с шиной 12 нулевого потенциала, а другая - с выходом усилителя 1 и выходом 11 устройства. Усилитель 1 охвачен отрицательной обратной связью, цепь которой образована усилителем 2. Выходное напряжение усилителя 1, до которого заряжается конденсатор 3, определяется выражением И -(1 Аз- i| .Ai A,A О +A-,Ai + е -AiA. r/i -f AiAi где и. и и - напряжения на входах 9 и 10 устройства соответственно;L и 1 - напряжения смещения От „ ., „ усилителей 1 и 2 соответственно;А . и А - коэффициенты передачи усилителей 1 и 2 соответственно. Напряжение полезного сигнала и напряжения синфазной помехи U выражаются через входные напряжения следующим образом. u. z--Uc-l dПри выборе коэффициента Передачи усилителя 2 близкого к единичному, т.е. А 1, напряжение на выходе 11устройства и на конденсаторе 3 близко к разности напряжений, приложенных к входам устройства. При изменении состояния ключей устройства на противоположное, последнее переходит в режим хранения. На выходе 11 устройства воспроизво-. дится напряжение, неизменное.:на протяжении всего режима хранения, с величинойи«....е. Oit+Ai Oz ( + A с учетом (1) это выражение принимает А ; ..A ,A) e AiC-l+A Az-A +p Ai ,Xl- -Ai-A2.,; ° ,),Ai) 5 Из выражения (k) с учетом формул (2) и (3) и А2.1 можно определить погрешности аналогового запоминающего устройства A--ACU5)tu((eo,)M(eoi; Ниа иД ч-лАа) . A(Uc)--UcAA2 Д(ео1)ео л (боа) BOX ТТ - uAa l-Ao., гдед( погрешность воспроизведения входного сигнала; Cfc.) погрешность, вызванная си фазными помехами; л(С0)ил(Ср2)-погрешности, вызванные на личием напряжения смещени в усилителях 1 и 2. Указанные выражения показывают . высокую точность воспроизведения входного сигнала, подавление напряжений смещения усилителей и синфазной помехи. В предлагаемом устройстве устранена зависимость от входного сигнал погрешности прохождения на накопительный элемент напряжения управлен ключами 6 и 8. Действительно, в режиме выборки благодаря замкнутому ключу 6 входы ключей 6 и 8, соединенньиэ с обкладкой конденсатора 3, находятся под нулевым потенциалом шины 12. В режиме хранения с замкну тым ключом 5 напряжение на одном входе усилителя 1 близко к напряжению на его выходе. При значительном коэффициенте передачи усилителя 1 разность напряжений на его входах всегда близка к нулю. Следовательно близким к выходному является напряжение на другом входе усилителя 1 и на выходе усилителя 2. При единич ном коэффициенте передачи усилителя 2 напряжение на его входе, подкпюче IHOM к ключу 8, будет близким к нулю поскольку на другом входе усилителя 2 присутствует выходное напряжение устройства. Поскольку ключ 8 в режи ме хранения замкнут, то и .на ег.р вхо де и на .его выходе напряжение будет близким к нулю. Будет близким к нул напряжение на входе ключа 7 и на об 56 кладке конденсатора 3, соединенной с входами ключей 6 и 8. Таким образом, независимо от уровня напряжения, приложенных к входам устройства, входы ключей 6 и 8 всегда находятся под близким к нулю напряжением. Поэтому погрешность, определяемая прониканием на конденсатор 3 напряжения управления ключами 6 и 8, не зависит от входных сигналов и постоянна, следовательно, легко может быть компенсирована, например, простой балансировкой усилителя 1. Введение новых элементов и связей в предлагаемом устройстве позволяет значительно повысить точность и помехоустойчивость устройства. формула изобретения I Аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например, конденсатор, первый усилитель, первый.вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, входы которых являются соответственно первым входбм и выходом устройства, второй усилктелЬ, первый вход которого подключен к выходу первого усилителя и является выходом устройства, третий ключ и шину нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости ycTpcrficTBa, в него введены четведтый и пятый ключи, выходы которых соединены с вторым входом второго усилителя, выход первого усилителя соединен с одной из обкладок конденсатора, другая обкладка конденсатора соединена с вхрдами пятого и третьего ключей, вход четвертого ключа является вторым входом устройства, выход третьего ключа соединен с шиной нулевого потенциала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №639021, кл. G 11 С 27/00, 1978. 2.Патент США ff , кл. 328-151, опублик. 1967. 3.Патент США № 3696305, кл. 350-51, опублик. 1972 (прототип).