Аналоговое запоминающее устройство

 

АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее накопительный элемент на конденсаторе, одна из обкладок которого соединена с выходом ключа и с первым входом первого усилителя , формирователь стробирующих импульсов, первый вход которого соединен с шиной управления, второй усилитель, выход которого является выходом устройства, первый вход второго усилителя соединен с выходом блока развязки, первый вход которого соединен с выходом первого усилителяs первый выход формирователя стробирующих импульсов соединен с вторым входом блока развязки, первый вход ключа является входом устройства, и шину нулевого потенциала;, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены элемент задержки 5 компаратор и дв тсполярный источник напряжения c se цeния, выходы которого соединены соответственно с вторыми входами усилителей, второй выход формирователя стробирующих имi пульсов соединен с вторым входом ключа s первый вход которого соединен с входом элемента задержки, входы компаратора соединены соответственно с выходом элемента задержки и с выходом первого усилителя, выход компаратора соединен с вторым входом формирователя стробирующих импульсов, другая обкладка конденсатора соеди00 4 нена с шиной нулевого потенциала., 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

<еВ0аи

3(5O C 11 С 27/00

4 i

ЪНi Йгii (",„ А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1 ) 3480287/18-24 (22) 05.08.82 (46) 07.04.84. Бюл. Р 13 (72) Б.Д.Андрияшин, В.Г.Мороз и В.А.Митусов (53) 681. 327. 66 (088. 8) (56) 1. Бахтиаров Н.Д. и др,.

Аналого-цифровые преобразователи. М., "Советское радио", 1980, с. 133145.

2. Авторское свидетельство СССР

K - 756487, кл. Ь 11 С 27/00, 1978 (прототип). (54) (57) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее накопительный элемент на конденсаторе, одна из обкладок которого соединена с выходом ключа и с первым входом первого усилителя, формирователь стробирующих импульсов, первый вход которого соединен с шиной управления, второй усилитель, выход которого является выходом устройства, первый вход второго усилителя соединен с выходом блока развязки, первый вход которого соединен с выходом первого усилителя, первый выход форм.-.- рователя стробирующих импульсов соединен с вторым входом блока развязки, первый вход ключа является входом устройства, и шину нулевого потенциала,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены элемент задержки, компарстор .4 двухполярный источник напряжения смещения, выходы . которого соединены соответственно с

BTopbMH входами усилителей, второй выход формироьателя стробирующих импульсов соединен с вторым входом клю- Е

Ф ча, .первый ьход которого соединен с входом элемента задержки, входы компаратора соединены соответственно с выходом элемента задержки и с выходом первого усилителя, выход компаратора соединен с вторым входом формирователя стробирующих импульсов, другая обкладка конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала.

1 10848

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для испоЛьзования в быстродействующих и сверхбыс,тродействующих. аналогоцифровых преобразователях.

Известно аналоговое запоминающее устройствс разомкнутого типа, содержащее токсвые ключи, буферные усилители и схемы стробирования 31).

Недостатками данного устройства 1п являются невысокая точность, являющаяся . результатсм ошибки буферных усилителей и ключа, появляющаяся в результате наличия p-n-переходов в цепи прохождения сигнала, падение напряже- 15 ния на которых меняется при изменении

I режима по току, нестабильность входного тока фиксатора, влияние цепи ., управляющего сигнала на напряжение на запоминающем конденсаторе. Это очевидно из того, что для данного устройства напряжение на выходе в режиме записи имеет вид:

8ЫХ 1 2 ВХ М1 Cv2 3

=К К Ц + 0 +1 +Е где К и К вЂ” коэффициенты передачи

1 буферных усилителей;

0 .. — электродвижущая сила

См см2 -", смещения буферных уси 30 лителей и ключа.

Общая погрешность такого аналогового запоминающего устройства определяется погрешностью коэффициентов в правой части выражения (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является аналоговое запоминающее устройство, содержащее ключ, входной накопительный конденсатор, блок развязки, выходной .усилитель и формирователь строб-импульсов 2 3.

Однако схема известного аналогового запоминающего устройства по своей структуре является разомкнутой. Применение двух накопительных элементов конденсаторов) ведет к использованию двойного заряда-перезаряда накопительных элементов, что уменьшает быстродействие и снижает точность запоминания сигнала за счет увеличения коэффициента передачи и погрешности, связанной с диэлектрической поляризацией. Возрастает также и апертурное время.

Цель изобретения — повьппение точ- 55 ности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее уст97 т ройство, содержащее накопительный элемент на конденсаторе, одна иэ об кладок которого соединена с выходом ключа и с первым входом первого уси— лителя, формирователь стробирующих импульсов, первый вход которого соединен с шиной управления, второй усилитель, выход которого является выходом устройства, первый вход второго усилителя соединен с выходом блока развязки, первый вход которого соединен с выходом первого усилителя, первый выход формирователя,стробирующих импульсов соединен с вторым входом блока развязки, первый вход ключа является входом устройства, и шину нулевого потенциала, введены элемент задержки, компаратор и двухполярный источник напряжения смещения, выходы которого соединены соответственно с вторыми входами усилителей, второй выход формирователя стробирующих импульсов соединен с вторым входом ключа, первый вход которого соединен с входом элемента задержки, входы компаратора соединены соответственно с выходом элемента задержки и с выходом первого усилителя, выход компаратора соединен с вторым входрм формирователя стробирующих им- . пульсов, другая обкладка конденсатора . соединена с шиной нулевого потенциала.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства. .Устройство содержит шину 1 нулевого потенциала, элемент 2 задержки, ключ 3, накопительный элемент на конденсаторе 4, компаратор 5, первый усилитель 6, двухполярный источник

7 напряжения смещения, шину 8 управления, формирователь 9 стробирующих импульсов, блок 10 развязки, второй усилитель 11 Блок 10 развязки содержит генераторы 12 и 13 токов, ключ, выполненный на транзисторах

14 и 15, управляющий каскад, выполненный на транзисторах 16 и 17, резистор 18.

Устройство работает следующим образом.

В режиме слежения ключ 3 замкнут, а ключ в блоке 10 развязки разомкнут. Входной сигнал поступает через элемент 2 задержки на первый вход компаратора 5, а также через ключ 3 заряжает накопительный элемент —, конденсатор 4.

Коэффициент передачи усилителя

6 равен единице, поэтому напряжение

3 1084897 оде равно напряжению на где

4 время задержки элемента

2; — время задержки ключа 3; — время задержки усилителя

6.

Значение выходного напряжения предложенного аналогового заломинающЕго устройства и известного устройства согласно выражения (1) можно представить в следующем виде: гд,е E. к, Поскольку напряжение на входе ключа 3 равно напряжению на выходе усилителя 6, следовательно, цепь ключ 3 — конденсатор 4 — усилитель

6 не вносит дополнительной погрешности„ то Е1, К1 и „ из выражения (4) исключаются. Таким образом, окончательное выражение для выходного напряжения предложенного аналогового запоминающего устройства значительно упрощается и принимает следующий вид: вых г К2 в + 2

Из сравнения выражений (4) и (5) следует, что при идентичности параметров всех применяемых элементов в известном и в предлагаемом устройствах абсолютная величина погрешности передачи напряжения С " равна разности напряжений U „,„ известного устройства. и U b > предлагаемого на величину, которая получается при вычитании выражений (5) из (4), т.е.

"вью,пр, "вь .з = 81+ К Пвх+

+ „. (6)

Использование двойного заряда перезаряда накопительных элементов в известном устройстве снижает его быстродействие примерно в два раза по сравнению с предложенным аналоговым (3) Э кл Ю ,на его вых конденсаторе 4. В момент равенства напряжений на входах компаратора 5 последний устанавливает формирователь 9 в такое состояние,при кото- . ром напряжение с его выхода воздействует на ключ 3 и на блок 10 развязки таким образом, что ключ 3 закрывается, а ключ в блоке 10 открывается.

С этого момента начинается режим хранения. Напряжение с конденсатора

4 через усилитель 6, блок 10 развязки и усилйтель. 11 поступает на вход устройства для измерения. После окон- 15 чания измерения на шину 8 приходит (от измерительного устройства) импульс,. который воздействует на формирователь 9 и с его помощью устанавливает ключ 3 и ключ в блоке 10 развязки в исходное состояние.

В реальном компараторе на его входах необходима минимальная разность сигналов, определяемая его чув= ствительностью, поэтому на первый вход компаратора 5 подается напряжение U<<, à íà его второй вход подается сигнал, равный

Пбх где U>„- напряжение на втором входе компаратора 5;

U — напряжение на конденсатоС ре 4;

Ы вЂ” напряжение источника 7, 35 равное чувствительности компаратора 5.

Операция сложения напряжений U и ЬБ происходит в усилителе 6.

Для исключения погрешности, вызванной добавлением напряжения gU источника 7, определяемого чувствительностью компаратора 5, такое же по величине напряжение вычитается в усилителе 11, поэтому в режиме хра" нения сигнала напряжение Ug< < на выходе устройства равно напряжению

Б на конденсаторе 4. .!

Для исключения временного сдвига между напряжениями на входах компаратора 5 между входом устройства и первым входом компаратора 5 включен элемент 2 задержки с временем задержки, равным

51 электродвижущая сила смещения ключа 3; коэффициент передачи усилителя 6; электродвижущая сила смещения усилителя 6; электродвижущая сила смещения блока 10 развязки; коэффициент передачи усилителя 11; электродвижущая сила смещения усилителя 11, 1084897

Сос - ав - л — Л" Воронин

Редактор С. Саенко Техред т,:, М;„,; ...,., Корректор A. 1"л -и. - ака.- 10Лч/49 TNpB7c 575 Подписное

ВИИИПИ Государственного,омнтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 1!осква, Х(=-35,, Раушская наб., д.. :, 5

Филиал ltIIII Па,ген т" " запоминаюшим устройством, где отсутствует перезаряд накопительного элемента.

Предложенное устройство используется в аналого-цифровых преобразователях с частотой дискретизации до 15 мГц.-. Получаемый экономический эффект от применения изобретения связан с улучшением таких характеристик АПП как точность,. быстродействие, уменьшение апертурной

rIor pE!lHHoc r H.