Устройство для выборки и хранения информации Советский патент 1982 года по МПК G11C27/02 H03D1/00 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано как в качестве уст-, ройства для выборки и хранения информации, так и в качестве демодулятора амплитудно-модулированных сигналов.

Известно устройство для выборки и хранения информации с общей отрицательной обратной связью, состоящее из последовательно соединенных первого операционного усилителя, ключа, второго операционного усилителя в инвертирующем включении, в цепь обратной связи которого включен конденсатор, цепь общей обратной связи подключена к неинвертирующему входу, а источник входного сигнгша - к инвертирующему входу первого оперещионного усилителя 1.

Недостатком этого устройства является погрешность при переходе от режима хранения к режиму выборки и низкое быстродействие. В режиме хранения значение выходного сигнала разомкнутого первого операционного усилителя зависит от входного сигнала и сигнала с выхода устройства для выборки и хранение информации, поступгиощего по цепи общей обратной связи, причем возможно насыщение первого операционного усилителя. Динамическая ошибка переходного процесса первого операционного усилителя усиливается вторым операционным усили лителем и обуславливает ошибку устройства. -Запаздывание при выходе первого операционного усилителя из насыщения снижает его быстродействие.

Наиболее близким по технической

10 сущности к предлагаемому изобретению является устройство для выборки и хранения информации, содержащее два токозадающих элемента, например, резистора, два операционных усилителя,

15 первый ключ, блок управления, первый запоминающий элемент, например, конденсатор, и шину, причем один вывод первого токозадающего элемента является входом устройства, а другой его

20 вывод соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого подключен к входу первого ключа, выход которого подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, выход которого является выходом устройства, одна обкладка конденсатора подключена к инвертирующему входу второго операционного усилителя, .а вторая - к его

30 выходу, второй .токозадгиощий элемент включен между выходом устройства и неинаертирующим входом первого операционного усилителя, а блок управления подключен к управляющему входу первого ключа 2 Недостатком этого устройства ,цля (Выработки и хранения информации яв яется низкая точность, вследствие малого контурного коэффициента усил ния, а также необходимость использо вания второго операционного усилите ля с большим коэффиЦд-зевтом усиления и больймм входным сопротивлением. Цель изобретения повшиение точ ности устройства. Поставленная цель достигается те что Б устройство введен второй запо минающий элемент, например, конденсатор, третий токо за дающий -элемент, например,, резистор, и второй ключ, управля1о;-.ий чкод которого соединен с блоком v-аравления, прячем второй Зопоми гающий элемент включен з обра ную связь первого операционного уси лителя между его инвертирурзщим входом и выходом, один вывод третьего токозадающего элемента подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, а ,г pyгoй его вы вод полдключен к входу второго ключа выход которого соединен с шиной питания. На фиг, 1 изображена функциональ ная схема предлагаемого устройства; Ета фиг, 2 - формы входного OBX и выходного Ug(-,|.|( напряжений устройства; на фиг, 3 и 4 - напряжение U на неинвертирующем входе первого операционного усилителя и напряжение на. его выходе соответственно, Устройство содержит токозадающий элемент 1 ,операционнч1й усилитель , , 3апоминалощий элемент 3, ключ 4 , опера ционный усилитель 5,запоминающий эле ,мент 6,токрзадающие элементы 7 и 8, ключ 9,блок 10 управления и шину 11 питания. Устройство для выборки и хранения информации работает следующим образо Передаточная функция первого операционного усилителя с обратной связью имеет вид: W .±SL)(RgfR9)C3p1 (1+К2)Тр 1+ТТ+К Кв+Кд)Сзр где К . - коэффициент усиления разомкнутого операцион ного усилителя; RgrRg/Cj - сопротивление резистора 8/ ключа 9 и емкость конденсатора соответственно. В режиме выборки ключи 4 и 9 замк нуты, т.е. , Rg RgCsO, где R - сопротивление ключа 4. Устройство работает как усилитель с обратной связью и по сравнению с известным имеет на низких частотах в1 К2 раз больший коэффициент усиления по контуру и, следовательно, большую точность воспроизведения входного сигнала. В режиме хранения ключи 4 и 9 разомкнуты, т.е. R О и . ria фиг,2 показана форма выходного сигнала и.,, устройства для выборки и хранения информации при синусоидаль ном входном сигнсше U g Напряжение и на неинвертирующем входе первого операционного усилителя равно UjjbiyR-i+U . Под действием напряжения U изменяется сигнал и2 на выходе первого операционного усилителя, однако, изза размыкания ключа 9 и, следовательно,, значительного увеличения постоянной времени т в передаточной функции ), быстродействие первого операционного усилителя резко уменьшается и напряжение U не успевает значительно отклониться от своего значения в момент выборки. Динамическая ошибка переходного процесса U от значения в момент, предшествующий выборке, к значению при выборке (показан на фиг. 4 непрерывной линией) усиливается выходныг.1 каскадом и обуславливает ошибку устройства при переходе от режима хранения к выборки, ria фиг 4 Д.ЧЯ сравнения пунктирной линией показан переходный процесс, который происходил бы при постоянно закороченном ключе 9, т.е без уменьшения быстродействия первого операционного усилителя на период хранения. Для увеличения входного сопротивления выходного каскада, необходимого для качественного запоминания сигнала, в нем могут быть применены 5OП-тpaнзиcтopы с любой, даже смещенной относительно нуля, характеристикой. Это приведет лишь к смещению относительно Нуля диапазона значений Uj при выборках, как показано на фиг. 4, однако, работоспособность устройства полностью сохранится. В известном устройстве применение выходного каскада со смещенной характеристикой приводит к увеличению ошибки при переходе от режима хранения к режиму выборки. Предлагаемое устройство для выборки и хранения информации позволяет увеличить точность его работы за счет повьашения коэффициента усиления по контуру путем введения гибкой обратной связи первого операционного усилителя и уменьшить ошибки при переходе от режима выборки к режиму хранения, характерных для устройств с операционными усилителями, не охваченными жесткой обратной связью.

S операционном усилителе могут быть применены МОП-транзисторы с любой управляющей характеристикой, причем работоспособность устройства при этом полностью сохраняется.

Формула изобретения

Устройство для выборки и хранения информации, содержащее два токоэадающих элемента, два операционных усилителя, первый ключ, блок управления, первый запоминающий элемент, например конденсатор, и шину питания, причем один вывод первого токоэадающего элемента является входом устройства, а другой его вывод соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого подключен к входу первого ключа, выход которого подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, выход которого является выходом . устройства, одна обкладка конденсатора подключена к инвертирующему входу второго операционного усилителя, а вторая - к его выходу, второй то.козадающий элемент включен между выходом устройства и неинвертирующим

входом первого операционного усилителя, а блок управления подключен к управляющему входу первого ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства,

5 в него введен второй запоминающий элемент, третий токозадающий элемент и второй ключ,управляющий вход которого соединен с блоком управления, причем второй запоминающий элемент

10 включен в обратную связь первого операционного усилителя между его инвертирующим входом и выходом,один вывод третьего токозадающего элемент а подключен к инвертирующему входу пврво

15 го операционного усилителя, а другой его вывод подключай к входу второго ключа, выход которого соединен с шиной питания.

2QИсточники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Бахтиаров Г.Д., Малинин В.В., Школин В.П. .Аналого-цифровые преобразователи. М., Советское радио ,

25 1980, с. 139.

2.Дис.Ленк.Руководство для пользователей операционных усилителей. М., Связь, 1978, с. 226 (прототип) .

Щиг.г у fKrc4 /u/e c/

Момент 8e i§oj3f u (ие.Э //fffTfl fj e e f QCb/e ff/f/ 3ff a$ 6/Sff/tue /7/jif Ot/2 из M C6/{ fAfl/