Устройство выборки и хранения

 

УСТРОЙСТВО. ВЬТ50РКИ И XPAIDSHIWj содержащее первый.биполярный транзистор, база которого подключена к входной щине, коллектор соединен с эмиттером второго биполярного трарзистора , база котррого соединенасистоком ВДП транзистора и катодом стабилитрона , коллектор второго биполярного транзистора, коллектор и база третьего и база четвертого биполярных транзисторов объединены, эмиттер третьего и четвертого биполярных транзисторов и сток МДП транзистора соединены с первой шиной питания, базы пятого и шестого бипол/трных транзисторов соединены с минами управления,а их эмиттеры через первый источник тока подключены квторой шине питания , коллекторы четвертого и седьмого биполярных транзисторов и затвор ЩП транзистора через конденсатор соединены с общей шиной питания, эмиттеры ;первого и седьмого биполярных транзисторов объединены, анод стабилитрона подключен к выходной шине и через второй источник тока - к второй шине питания, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона входных сигналов, дополнительн9| введены пять биполярных транзисторов, источник тока, три источника опорного напряжения и резисторы , причем база первого дополнительного биполярного транзистора . соединена через дополнительный источник тока с второй шиной питания, через первый резистор - с входной ши§ ной, соединенной через второй резистор с базой седьмого, биполярного /) транзистора, а через третий резисторс базой второго дополнительного биполярного транзистора, соединенной через четвертый резистор с выходной -шиной, коллектор первого биполяр .ного транзистора и эмиттеры второго ;И третьего дополнительных биполярных транзисторов объединены, коллекторы первого биполярного транзистора и третьего и четвертого дополнительных биполярных транзисторов объединены , коллектор второго дополнительного биполярного транзистора соединен с затворомМД11 транзистора, коллектор пятого, эмиттер четвертого дополнитель1шых биполярных транзисторов и эмиттеры первого и седьмого биполярных транзисторов объединены, эмиттеры первого и пятого дополнительных биполярных транзисторов подключены к коллектору пятого биполярно го транзистора, базы третьего, четвертого и пятого дополнительных биполярных транзисторов соединены со

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК описание изоьгкт я-.

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,.(21) 3428136/18-21 (22) 22.04.82 (46) 2.3. 1.1.83. Бюл. )1 - 43 (72 ) В. Е. Ямный, А.N. Ильянок, С.Т.Свирин и В.11.чуясов (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при Белорусском государственном ордена Трудового Красного

Знамени университете им.В.И.Ленина и

Белорусский государственный ордена

Трудового Красного Знамени университет им. В.И.Ленина (53) 621.382Т088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР .

Р 826564, кл. И 03 К 17/60, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 924862, кл. Н 03 К 17/60, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО В1 Ч>ОРКИ И ХРАНЕШ1Я, содержащее первый биполярный транзистор, база которого подключена к .входной шине, коллектор соединен с эмиттером второго биполярного транзистора, база котррого.соединена систоком МДП транзистора и катодом стабилитрона, коллектор второго биполяр" ного транзистора, коллектор и база третьего и база четвертого биполярных транзисторов объединены, эмиттер. третьего и четвертого биполярных транзисторов и сток МДП транзистора соеди

Heны с первой шиной питания, базы пятого и шестого биполярных транзисторов соединены с шинами управления; а их эмиттеры через первый. источник тока подключены квторой шине питания, коллекторы четвертого и седьмого биполярных транзисторов и затвор ИДП транзистора через конденсатор соединены с общей glHHoH питания, эмиттеры первого и седьмого биполярных транзисторов объединены, анод стабилитрона подключен к выходной шине и через второй источник тока — к второй шине питания, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью раснирения динамического диапазона входных. сигналов, дополнительно. введены пять биполярных транзисторов, источник тока, три источника опорного напряжения и резисторы, причем база первого дополнительного биполярного транзистора соединена через дополнительный источник тока с второй шиной питания, через первый резистор — с входной шиной, соединенной через второй резис- Fg тор с базой седьмого биполярного транзистора, а через третий резисторс базой второго дополнительного биполярного транзистора, соединенной через четвертый резистор с выходной с

:шиной, коллектор первого биполярного транзистора и эмиттеры второго

;и третьеro дополнительных биполярных транзисторов объединены, коллекторы первого биполярного транзистора и третьего и четвертого дополнительных биполярных транзисторов объединены, коллектор второго дополнительного биполярного транзистора соединен с затвором ИИП транзистора, коллектор пятого, змиттер четвертого дополнительных биполярных транзисторов и эмиттеры первого и седьмого биполярных транзисторов объединены, эмиттеры первого и пятого дополнительных биполярных транзисторов подключены к коллектору пятого Яиполярного транзистора, базы третьего, четвертого и пятого дополнительных биполярных транзисторов соединены со ответственно с первым, вторым и тре тьим источниками опорного напряжения, причем база седьмого биполярного транзистора через пятый резис!

05б463 тор подключена к выходной шине, а через шестой резистор — к общейшине питания, которая соединена с коллекто ром шестого биполярного транзистора.

1, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в преобразователях формы информации, Известно устройство выборки и хра- 5 нения, содержащее дифференциальный каскад с динамической нагрузкой, токовые переключатели, генераторы тока и запоминающий. конденсатор fl) .

Однако известное устройство имеет 10 малый динамический диапазон входных сигналов..

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство выборки и хранения, содержащее первый биполярный транзистор, база которого подключена к входной шине, коллектор соединен с эмиттером второго биполярного транзистора, база которого соединена с ис-,окомМДП транзистора, и катодом стабилитрона, коллектор второго биполярного транзис.тора, коллектор и база третьего и база четвертого биполярных транзис- . торов объединены, эмиттер третьего .и четвертого биполярных транзисторов и сток МДП транзистора соединены с первой шиной питания, базы пятого и шестого биполярных транзисторов сое,г динены с шинами управления, а их

36 эмиттеры через первый источник тока подключены к второй шине питания, коллекторы четвертого и седьмого биполярных транзисторов и затвор МДП транзистора через конденсатор соединены с общей шиной питания, эмит- 33 теры первого и седьмого биполярных транзисторов объединены, анод стабилитрона подключен к выходной шине и через второй источник, тока — к вто рой шине гп тания (2) . 40

Недостатком этого известного устройства является малый динамический диапазон входных сигналов, Цель изобретения — расширение динамического диапазона входных сигналов, 2

Поставленная цель достигается тем, что в устройство выборки и хранения, содержащее первый биполярный транзистор, база которого подключена к входной шине, коллектор соединен с эмиттером второго биполярного транзистора, база которого соединена с истоком МДП транзистора и катодом стабилитрона, коллектор второго биполярного транзистора, коллектор и база третьего .и база четвертого биполярных транзисторов. объединены, эмиттер третьего и четвертого биполярных транзисторов и сток МДП транзистора соединены с первой шиной питания, базы пятбго и шестого биполярных транзисторов соединены с ши-. нами управления, а их эмиттеры через первый источник тока подключены к второй шине питания, коллекторы четвертого и седьмого биполярных транзисторов и затвор МДП транзистора через конденсатор соединены с 6бщей шиной питания, эмиттеры первого и седьмого биполярных транзисторов объединены, анод стабилитрона подключен к выходной пине и через вто4 рой источник тока — к второй шине питания, дополнительно введены пять бипоЛярных транзисторов, источник тока, три источника опорного напряженил и резисторы, причем база первого дополнительного биполярного транзистора соединена через дополнительный источник тока с второй ши-. ной питания, через первый резистор— с входной шиной, соединенной через второй резистор с базой седьмого биполярного транзистора, а через третий резистор — с базой второго дополнительного биполярного транзистора, соединенной через четвертый резистор с выходной шиной, коллектор первого биполярного транзистора и эмиттеры второго и третьего дополнительных биполярных транзисторов объединены, коллекторы первого биполярного транзистора и третье1056463 го и четвертого дополнительных биполярных транзисторов объединены Жол, Э лектор второ пз дополнительного биполяр- I ного транзистора соединен с затвором

ИДИ транзистора, коллектор пятого, 5 эмиттер четвертого дополнительных биполярных транзисторов и эмиттеры первого и седьмого биполярных трайэисторов объединены, эмигтеры первого и пятого дополнительных биполярных транзисторов ггодключены к коллектору пятого биполярного транзистора, базы третьего, четвертого н пятого дополнительных биполярных транзисторов соединены соответственf5 но с первым, вторым и третьим источниками опорного напряжения, причем база седьмого биполярного транзистора через пятый резистор подключена к. выходной шйне, а через шестой резистор — к общей шине питания, ко20 торая соединена с коллектором шестого биполярного транзистора.

На фиг.l представлена принципиальная электрическая схема устройства, 25 на фиг. 2 — его амплитудная характеристика.

Устройство содержит первый бипо;лярный транзистор 1, входную шину 2, второй биполярный транзистор 3 ИДП транзистор 4, стабилитрон 5, третий

6, четвертый 7, пятьцl 8 и шестой 9 биполярные транзисторы, первый источник 10, тока, седьмой биполярный транзистор 17, конденсатор 72, выходную шину 13, второГг источник 14 3S тока, первый дополнительный биполярный транзистор 15, дополнительньпг источник 16 тока, резисторы 17-19, втррой дополнительный биполярный транзистор 20, резистор 21, третий 477

22, четвертый 23 и пятый 24 допопнительные биполярные транзисторы, резисторы 25 и 26, блок 27 управлений и источники 28-30 опорного напряже иия. 45 . Устройство работает следуюшим образом. (Вначале рассмотрим амплитудную характеристику устройства, которая обеспечивает широкий динамический диапазон входных сигналов. В ре>ииме выборки от блока 27 управления на базы пятого 8 и шестого 9 биполяр»

HblR транзисторов подается такой си1нал, что транзистор 8 открыт, a : :H .транзистор 9 закрыт. Ток от источника 10 запитывает транзисторы 1,3,6

7,11,15,20,22,23 и 24, В зависимостй, от уровня входного сигнала одни иэ этих транзисторов будут открыты, а другие закрыты. Рассмотрим это под1 робнее; Пусть на входнуюшину 2уст ройства подается входной сигнал положительной или отрицательной полярности такой величины, что Up с U)»z «* Ь1 (фиг,2, участок A5), при этом первый дополнительный биполярный транзистор 15 закрыт, а пятый дополнительный биполярный транзистор

24 открыт, вследствие того, что с помощью дополнителье ого источника

16 тока и первого резистора 17, а также с помощью источника 30 опор-, ного напряжения (E

1 такие условия, что в дипазоне входных сигналов 0 г 4- U » 0 на базе первого дополнительного биполярного . транзистора всегда напряжение более отрицательное, чем на. базе пятого дополнительного биполярного транзистора. Для этого необходимо обес,.Печить, чтобы

=- I аб;з-1 ° г1)

Ео -О

При уменьшении входного сигнала ,база первого дополнительного биполярного транзистора становится более отрицательной и указанные условия будут только .улучшаться. Ток 1 выбирают в пределах нескольких миллиампер.Eoii3 должно быть на 1-2 В больше, чем максимальное значение входно"o сигнала отрицательной полярности- для того, чтобы транзистор 24 не входил в насыщение. Эти условия определяют выбор резисторе 17 при заданном значении U, При условии (1) в диапазоне Ug N юг „ ополнн тельные биполярные транзисторы 20 и 22 обесточены. В этом же диапазоне

Йходных сигналов четвертый дополнительный биполярный транзистор закрыт, так как его база подключена к второму источнику 29 опорного напряжения, причем

Еоп,. -= UZ- (2)Для сигналов, более положительных, чем U, напряжение на базе первого биполярного транзистора по отношению к базе четвер того до полнительного биполярного транзистора положительно и поэтому транзистор 23 закрыт.

Следов ательно в диапазоне U g.. E U » @

«<71 открыты транзисторы 1,11 3 6,7,:

24,8 и 4, устройство представляет

В описанной схеме нагрузкой диф1

»еренциальных к аскадов служат третий и четвертый биполярные транзисторы

6 и 7, которые включены для получе ния большого коэффициента усиления без отрицательной обратной связи..

ЗО

Второй биполярный транзистор 3 включен для выравнивания мощности, рас"-еиваемой на транзисторах дифферен циального каскада, Стабилитрон 5 включен для обеспечения нормальной

35 передачи сигналов отрицательной полярности. Генератор тока 14 включен для уменьшения нелинейных искажений при передаче сигйалов отрицательной и положительной полярности.

<0 Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает режим выборки и хранения, причем в режиме выборки амплитудная характеристика устройства имеет вид ломаной линии, что уве45 пичивает динамический диапазон вход1 ных сигналов.

5: 105646 собой неинвертирующий усилитель, ко - i эффициент которого определяется резисторами 25 и 26 обратной связи:

К = 1 4 Rr(Rg (3)

Необходимо также отметить что для исключения влияния резисторов

18, 19 и 21 на коэффициент передачи усилителя, следует .выполнить усло- вия, В(6М" Р1+ В4.. 10

4Ьм . » ВЫХ 4.

Эти условия в реальной схеме выполнить нетрудно.

При увеличении входного сигнала ! отрицател ьной полярности т ак, что

U д. ъ ) Hat четвертый дополнительный биполярный транзистор 23 -откроется, а первый биполярный транзистор

1 закроется. Схема начнет работать как инвертирующий усилитель, при этом наклон линии A 8 будет определяться величиной резистора 18.

При увеличении входного сигнала положительной полярности так что

U gy U1, первый. дополнительный биполярный транзистор 15 откроется, а пятый дополнительный биполярный транзистор 24 закроется вследствие того, что база транзистора 15 в диапазоне 0811 > О 1 положительна по от- ношению к базе транзистора 24; Это приведет к обесточиванию первого и седьмого биполярных транзисторов.

Входной сигнал в этом случае будет поступать на усилитель, у которого .дифференциальный каскад собран на втором и третьем дополнительных биполярных транзисторах. Устройство нри Ug U< работает как инвертирующий усилитель.

Таким образом наличие дополнительных биполярных транзисторов и их соединение позволяет. получить ломаную амплитудную характеристику устройства участка ИЬГ, при этом сигналы малой величины усиливаются а

3. 6 коэффициентом усиления К у l, а curBcLTIb» большой величины усиливаются су щественно меньше, что позволяет расширить диапазон входных сигналов.

Данное устройство как бы заменяет два устройства с разными коэффициентами усиления. В режиме хранения от блока

27 управления на базы четвертого и пятого биполярных транзисторов подается такой полярности и величины сигнал, чтобы транзистор 8 закрылся, а транзистор 9 открылся. Независимо от величины входного сигнала все остальные биполярные транзисторы обесточиваются sa очень короткое время (менее, l нс), а на конденсаторе 12 зафиксируется напряжение, которое было на нем до подачи управляющего сигнала °

Так как режим ИДП транзистора 4 лишь незначительно изменится (за счет уменьшения нагрузки, то напряжение на выходной шине 13 останется равнь»м» тому напряжении, которое было до но- . дачи управляющего сигнала.

)056463

1056463

Составитель Л.Багян

Редактор Т.Киселева Техред М.Гергель Корректор С,шекмар

Заказ 9340/56 Тираж 936 Подписное . ВЯ1111ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскау наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4