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

(SA) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях.

Известно аналоговое запоьмнающее устройство содержащее накопительный элемент, генератор тока, два компаратора,, повторитель напряжения и разрядный блок l .

Недостатками этого устройства являются большое время зaпo ft1нaния, обусловленное медленным зарядом накогмтельного элемента на заключительной стадии процесса записи и невозможность запо «1нания сигналов произвольной полярности.

Известно также аналоговое запоминающее устройство, содержащее входной усилитель, выход которого подключен через ключ к накопительному элементу - конденсатору, а также два компаратора, управляющие 4ejpe3 элемент ИЛИ работой блока управления, выход которого подключен к управляющему входу ключа и разрядному блоку 2 .Такое устройство позволяет производить запоминание входных сигналов произвольной полярности, но имеет недостаток, заключающийся в наличии относительной погрешности перезаряда накопительного конденсатора, которая становится значительной при больших скоростях заряда, и, кроме того, погрешности, вызванной пролезанием управляющего сигнала ключа и входного сигнала, усиленного входным усилителем, ерез j паразитные емкости ключа.

Наиболее близким по технической сущности к .предлагаемому является аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент - конденсатор, подключенный к входному и выходному повторителям напряжения, выходам генераторов тока и разрядного блока, первый и второй компараторы, одни противофазные входы которых Объединены и являются входом устройства, другие противофазные входы объединены и соединены с выходом входного повторителя, а выходы - соединены с уп равляющими входами генераторов тока, а также блок управления, выход которого соединен с управляющим входом первого компаратора, а входы - с шиной управления и выходом второго компаратора f3. К недостаткам такого устройства можно отнести во-первых, малое быстродействие за счет наличия процесса достягивания потёйЦиала конденсатора малым током до уровня входного сигнала, во-вторых, уст ройство не может запоминать входной сигнал произвольной поляряости в-третьих, устройство должно иметь два высокоточных повторителя нагряжения, обладающих высоким входным сопротивлением. Цель изобретения - увеличение быстродействия устройства при сохранении точности запоминания и расширение области применения устройства за счет обеспечения запоминания напряжений произвольной полярности. Поставленная цель достигается тем что в аналоговое запоминающее устрой ство, содержащее накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала, повторитель напряжения, вход которого соединен с выходом разрядного блока и выхода ми первого и второго генераторов тока первые управляющие входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго компараторов, пер вые противофазные входы которых объединены и подключены к выходу повтб ителя напряжения, вторые противофазные входы объедй)1ены и являются входом устройства, блокирующий вход первого компаратора соединен с выхо дом бпрка управления, первый вход которого соединен с первой шиной уп равления, введены элемент ИЛИ и пас сивный элемент, например резистор, включенный между другой обкладкой конденсатора и входом повторителя и ряжения, выход которого является вы ходом устройства, первый и агорой входы элемента ИЛИ подключены к выходам соответственно первого и втор го компараторов, блокирующие входы которых объединены, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом блока управления, вторые управляющие входы первого и второго генераторов тока подключены к входу устройства, первый вход разрядного блока подклю чен к первой шине управления, второй вход - к второй шине управления. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что для увеличения быстродействия запо(нания сигналов положительной и отрицательной полярности, устройство содержит соответственно первый и второй генераторы тока различной полярности, обеспечивающие быстрый заряд конденсатора до уровня входного сигнала, а процесс медленного заряда исключен. Возникающая при этом погрешность запоминания, связанная с перезарядом конденсатора и -за:задержки срабатывания компаратора и задержки выключения генератора тока, скомпенсирована напряжением, образующимся на резисторе за счет протекания тока заряда и включенном последовательно с конденсатором. Величина резистора выбрана из условия равенства напряжения перезаряда конденсатора и падения напряжения на резисторе тока заряда. Кроме того, для уменьшения погрешности запоминания при малых амплитудах входного сигнала использованы управляемые генераторы тока,-величина тока которых прямо пропс циовально за- . висит от амплитуды входного сигнала. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство включает в себя компараторы 1 и 2, повторитель 3 напряжения, генератор вытекающего тока, генератор 5 втекающего тока, разрядный блок .6, блок 7 управления, конденсатор В, резистор 9, алемент ИЛИ 10, первую шину 11 управления, вторую шину 12 управления, вход 13 и выход И устройства. Токи в генератсрах 4 и 5 выбираются одинаковыми и противоположными, по направленною. Устройство работает следующим образом. На вход устройства поступает, сигнал положительной полярности. С приходом на шину 11 угчэавления стартового импульса блок 7 управления срабатывает по установочному входу, и с его выхода на блокирующие входы ком параторов Ги 2 подаетсяразрешающий потенциал. Кроме того, этот же старт вый импульс выключает разрядный блок 6. На выходе компаратора 1 появ ляется разрешающий перепад напряжения, а на выходе компаратора 2 остается запрещающий уровень. Разрешающим перепадом открывается генератор 4, и конденсатор 8 начинает быстро заряжаться. В процессе заряда на резисторе 9 создается падение напряжения за счет прохождения тока через конденсатор, которое, складываясь с напряжением на конденсаторе, подается через повторитель напряжения 3 на входы компараторов 1,2 и выход 14 устройства. В момент достижения на выходе устройства напряжения, равног входному, компараторы 1 и 2 срабатывают. На выходе компаратора 1 появляется запрещающий перепад напряжения, который выключает генератс k. Запрещающий перепад с компаратора 1, пройдя через элемент ИЛИ, опрокидывает триггер блока 7 управления по счетному входу и с его выхода на бло кирующие . входы компараторов 1 и 2 поступает вапрещающий потенциал, под действием которого на выходах компар торов 1 и 2 устанавливаются запрещающие потенциалы. Поскольку генератор Ц из-за наличия задержки а цепи обратной связи не может выключить ток заряда мгновенно,.то конденсатор 8 несколько перезарядится и напряжение на компенсирующих входах компараторов будет превышать амплиту ду входного сигнала. Величина этого превьшения будет пропорциональна вел чине зарядного тока, времени задержки выключения и обратно пропорциональна емкости конденсатора. После вык лючения генератора Ц тока падение на пряжения на резисторе 9 станет, равным нулю и напряжение на компенсирующих входах компараторов снизится. Выбрав величину резистора, при которой падение напряжения на нем равно напряжению перезаряда конденсатора, имеется напряжение на выходе устройства после выключения генератора k тока-, равное входное напряжению. По окончании процесса хранения напряжения на шину ,12 поступает импульс, по которому включается блок 6 разряда и накопительный конденсатор) 8 разряжается. Аналогично работает устройство в случае входного сигна ла отрицательной полярности. В этом случае работает генератор 5 тока, а генератор А выключен. Таким образом, предлагаемое аналоговое запоминающее устройство, как и прототип, не имеет погрешности запоминания, связанной с перезарядом конденсатора, но в отличие от прототипа обладает большим быстродействием, так как в устройстве отсутствует процесс медленного заряда конденсатора до-уровня входного сигнала. Кроме того, предлагаемое устройство содержит только один повторитель напряжения, который может быть выполнен по упрощенной схеме. Увеличение быстродействия и обеспечение возможности запоминания сигналов произвольной полярности значительно расширяют область применения изобретения. Формула изобретения Аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала, повторитель напряжения , вход которого соединен с выходом разрядного блока и выходами первого и второго генераторов тока, первые управляющие входы которых со.г единены с выходами соответственно первого и второго компараторов, первые противофазные входы которых объединены и подключены к выходу noвf торителя напряжения, вторые противофазные входы объединены и являются входом устройства, блокирующий вход первого компаратора соединен.с выходом блока управления, первый вход которого соединен с первой шиной угфавления, отличающеес я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения области применения устройства за счет обеспечения запом1нания напряжений произвольной полярности, в него введены элемент ИЛИ и пассивный элемент, например резистор, включенный межДУ другой обкладкой конденсатора-.и входом,повторителя напряжения, выход которого является выходом устройства, первь и второй входы элемента ИЛИ подключены к выходам соответстввнно первого и второго компарато ров, блокирующие входы которых объединены, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом блока управления, вторые управляю1цие входы первого и второго генераторов тока подключены к входу устройства, первый вход разрядного блока подключен к первой имне управления, второй вход - к второй им не управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

(прототип).