Аналоговое запоминающее устройство

 

АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее накопительный элемент на конденсаторе, одна из обкладок которого соединена со входом повторителя напряжения и с выходом первого ключа, сигнальный вход которого является входом устройства, управляклдий вход первого ключа соединен с выходами второго и третьего ключей, входы которых соединены с шинами управления, другая обкладка конденсатора соединена с выходом четвертого ключа и с первыми выводами первого и второго пассивных элементов , вход четвертого ключа и второй вывод второго пассивного элемента соединены с шиной нулевого потенциала , выход повторителя напряжения является выходом устройства, и шины питания, отличающее .с я тем, что, с целью повьш1ения точности устройства, в него введены формирователи токов, источник тока и третий пассивный элемент, первый вывод которого соединен с выходом первого формирователя тока и со входом источника тока, вход первого формирователя тока соединен с первым выходом второго формирователя то.ка и с первьм выводом первого пассивного элемента, второй вьшод которого соединен со вторым выводом третьего пассивного элемента, вход второго формирователя тока соединен с первой шиной питания, третий вывод третьего пассивного элемента соединен с выходом повторителя напряжет ния, первый вход третьего формирователя тока соединен с выходом источника тока, а второй вход третьего X) формирователя тока соединен с второй :п а эо шиной питания.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

6% (И) ЗЮ 611 С 27 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flG ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3508134/18-24 (22) 29.10.82 (46) 15.08.84 Бюп. В 30 (72) А.А.Чайкин (53) 86 1.327.66 (088.8) . (56) 1. Обзоры по электронной технике. Сер. 3, Микроэлектроника, вып. 3 (590), ЦНИИ "Электроника"

1978, с. 41, рис. 44.

2. Авторское свидетельство СССР

У 890440, кл. G 11 С 27/00, 1981 (прототип) . (54) (57) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее накопительный элемент на конденсаторе, одна из обкладок которого соединена со входом повторителя напряжения и с вьмодом первого ключа, сигнальный вход которого является входом устройства, управляющий вход первого ключа соединен с выходами второго и третьего ключей, входы которых соединены с шинами управления, другая обкладка конденсатора соединена с выходом четвертого ключа и с первыми выводами первого и второго пассивных элементов, вход четвертого ключа и второй вывод второго пассивного элемента соединены с шиной нулевого потенциала, выход повторителя напряжения является выходом устройства, и шины питания, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены формирователи токов, источник тока и третий пассивный элемент, первый вывод которого соединен с выходом первого формирователя тока и со входом источника тока, вход первого формирователя тока соединен с первым выходом второго формирователя тока и с первым выводом первого пассивного элемента, второй вывод которого соединен со вторым выводом третьего пассивного элемента, вход второго формирователя тока соединен с первой шиной питания, третий вывод третьего пассивного элемента соединен с выходом повторителя напряже-. ния, первый вход третьего формирова" теля тока соединен с выходом источника тока, а второй вход третьего .формирователя тока соединен с второй шиной питания.

508 2 ство, содержащее н;.копительный элемент на конденсаторе, одна из обкла". док которого соединена с входом повторителя напряжения и с выходом первого ключа, сигнальный вход которого является входом устройства, управляющий вход первого ключа соединен с выходами второго и третьего ключей, входы которых соединены с шинами управления, другая обкладка конденсатора соединена с выходом четвертого ключа и с первыми выводами первого и второго пассивных элементов, вход четвертого ключа и второй вывод второго пассивного элемента соединены с шиной нулевого потенциала, выход повторителя напряжения является выходом устройства, н шины питания, введены формирователи токов, источник тока и третий пассивный элемент, первый вывод которого соединен с выходом первого формирователя тока и с входом источника тока, вход первого формирователя тока соединен с первым выходом второго формирователя Фока и с первым выводом первого пассивного элемента, второй вывод которого соединен с вторым выводом третьего пассивного элемента, вход второго формирователя тока соединен с первой шиной питания, третий вывод третьего пассивного элемента соединен с выходом повторителя напряжения, первый вход третьего формирователя тока соединен с выходом источника тока, а второй вход третьего формирователя тока соединен с второй шиной питания.

На чертеже изображена развернутая запоминающего устройства.

Устройство содержит коммутирующий компенсации 4, накопительный элемент

5, повторитель 6 напряжения, пассивные элементы 7 - 9 шины 10 и 1 1 управления (источники ЭДС),шину 12

Коммутирующий ключ 1 включен между входом устройства и соединением первой обкладки накопительного элемента 5 и входа повторителя 6 напряжения. Вход управления ключа 1 сое-, динен с выходами ключей 2 и 3 управления, входы которых соединены соответственно с шинами 10 и 11

Ф 1108

Изобретение относится к технике запоминающих устройств и может быгь

:использовано в качестве схемы выборки"хранения в устройствах различного назначения.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее коммутирующий ключ на полевом транзисторе с изолированным затвором, источник управляющих сигналов и схему компен- 10 сации заряда коммутации f1 .

Недостатками устройства являются неполная компенсация заряда коммутации, а вследствие этого зависимость ошибки коммутации от входного сигнала, и необходимость в генераторе, компенсируюнщх импульсов напряжения °

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является 20 аналоговое запоминающее устройство, содержащее коммутирующий ключ на полевом транзисторе, вход которого является входом устройства, а выход подключен к первой обкладке накопительного элемента и входу буферного усилителя, выход которого является выходом устройства, управляющий вход коммутирующего ключа подключен к выходам второго и третьего ключей, входы которых соединены соответственно с входом устройства и шиной управления (источником ЭДС), вторая обкладка накопительного элемента подключена к источнику постоянного

35 компенсирующего тока и соединена через параллельно включенные четвертый ключ и первый пассивный элемент с шиной нулевого потенциала, а через второй пассивный элемент — C выходом 40 функциональная схема аналогового устройства. Устройство имеет высокую степень подавления погрешности комму- . тации, генератор компенсирующих ключ 1, ключи 2 и 3, ключ схемы импульсов напряжения в нем отсутствует 622.

Недостатком устройства является невозможность использовать в качестве коммутирующих ключей такие перс- нулевого потенциала, источник 13 пективные элементы как ИОП (3MOIIь тока, формирователи 14-16 токов, ИОП) транзисторы. Устройство работо- шины 17 и 18 питания.

50 способно лишь при использовании полевых транзисторов с - -переходом.

Цель изобретения — повышение точности путем компенсации погрешности коммутации при использовании любых полевых транзисторов в качест- 55 ве,коммутирующих ключей.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устроймость от входного напряжения, поскольку вне области нелинейной зависимости емкости постоянны.

Компенсация погрешности коммутации осуществляется следующим образом.

Входной импеданс формирователя 14 тока относительно шины 12 нулевого потенциала нулевой. После размыкания ключа 4 падение напряжения на пассивном элементе 8 sa счет проте кания по нему суммарного тока формирователей 15 и 16 тока, а также пассивного элемента 7 компенсирует изменение разности потенциалов обкладок накопительного элемента 5, обусловленное погрешностью коммута" ции. При нулевом входном и выход" ном напряжениях осуществляется компенсация неизменной составляющей погрешности коммутации. При этом токи через пассивные элементы 9, и 7 принимают нулевые значения . Величина компенсирующего тока в этом случае определяется разностью выходных токов формирователей 15 и 16 тока, величины которых определяются током источника 13 тока и коэффициентами передачи формирователя тока. Причем коэффициент передачи формирователя 15 тока может подбираться при регулировке.

При изменении входного и выходного напряжений устройства одновременно изменяется ток через пассивные элементы 9 и 7. Изменения тока пассивного элемента 7 непосредственно, а пассивного элемента 9 через формирователь 14 тока и формирователь 16 тока в противофазе подаются на пассивный элемент 8. Величи" на суммарного изменения тока и соответствующего ему изменения падения напряжения на пассивном элементе 8 пропорциональны выходному напряжению устройства. Коэффициент пропорциональности и знак изменения подбирается перемещением движка пассивного элемента 9 при регулировании устройства. Для обеспечения симметричных пределов регулировки сопротивление пассивного элемента 9 выбирается вдвое больше .суммы сопротивлений пассивньм элементов 7 и 8.

Аналоговое запоминающее устройство позволяет испольэовать в качестве коммутирующего ключа любые полевые транзисторы как c. p-n -переходом, .так и с изолированным затвором, и

3 1 108508 управления. Выход устройства соединен с вьмодом повторителя 6 напряжения. Вторая обкладка накопительного элемента 5 соединена с первым выводом пассивного элемента 7 и через. параллельно включенные ключ 4 и пассивный элемент 8 с шиной 12 нулевого потенциала. К второй обкладке пассивного элемента 5, кроме того, подключаются выходы формирователей 15 10 и 16 тока, общие выводы которых сое.динены соответственно с шинами 17 и 18 питания. Источник 13 тока своими выводами соединен с входами формирователя 15 тока и формирователя

14 тока, выход которого подключен к входу формирователя 16 тока. Пассивный элемент 9 своими крайними вывода. ми подключен к выходу устройства и входу формирователя 14 тока. Средний вывод элемента 9 соединен с вторым выводом пассивного элемента 7.

Устройство работает следующим образом.

: При замыкании ключей 2 и 4 уп25 равляющий вход коммутирующего ключа

1 соединяется с шиной 10 управления, при этом ключ 1 открывается. Накопительный элемент через открытые ключи 1 и 4 заряжается до входного

30 потенциала. При размыкании ключеи

2 и 4 замыкается ключ 3. Управляющий вход коммутирующего ключа 1 соединяется с шиной 10 управления, при этом ключ 1 закрывается. В результате просачивания через пара- 35 зитную емкость между управляющим входом и выходом коммутирующего ключа 1 управляющего импульса, сформированного ключами 2 и 3, заряд положительного элемента 5 изменяет40 ся. Это изменение заряда влечет за собой соответствующее изменение разности потенциалов между обкладками накопительного элемента 5, возникает погрешность .коммутации. Хотя при использовании в качестве коммутирующего ключа MOII транзистора амплитуда импульса постоянна, но емкость между выводами стока и затвора имеет участок нелинейной зависимости от разнос-50 ти потенциалов между ними. Область изменения емкости при правильном выборе амплитуды импульса управления всегда лежит внутри диапазона управляющих напряжений при любьм из- 55 менениях входного напряжения. При этом величина заряда погрешности коммутации имеет линейную зависи1108508

1О

Сопротивле"

Нестационарная (шум) погрешность коммутации в устройстве, мкВ

Тип и наименование коммутирующего элемента

Емкость затворсток, пФ

Статическая поАмплитуа имгрешность коммутации в устройстве, мВ ульса управления g ние канала базовом предла- базовом предлагаемом гаемом

ft ""канальный полевой транзистор с р-п-переходом

2П312А

1,5 7-10

30-50 30-50

250

2-10

1,5

30-50

«ч

П р и м е ч а н и е. Длительность выборки 100 нс для 2П312А и 50 нс для 590KHSA. Погрешность выборки 0,5%. Входное напряжение + 1,5 В, любым типом проводимости канала.

Устройство имеет высокие быстродейст вие и точность. Кроме того, в нем отсутствует генератор компенсирующих импульсов.

Положительный эффект от исполь"ования предложенного аналогового запоминающего устройства по сравнению с базовым объектом, в качестве которого выбирается прототип, иллюстрируется таблицей.

Анализ таблицы показывает, что предложенное аналоговое запоминаю-. щее устройство позволяет при использовании полевых транзисторов с

Р-канальный полевой транSHCTOP С изолированнымм затвором

590КН8А изолированным затвором одновременно повысить точность и уменьшить длительность выборки, что выгодно отличает его от прототипа и базовогообъекта. Одновременно можно упростить схему управле..ия коммутирующим ключем, которая превращается в формирователь импульсов постояйной амплитуды (ФИП). Если в качестве коммутирующего ключа используется полевой транзистор с р-и-переходом, то вторая шина 11 управления должна быть объединена с входом устройства, как в базовом объекте.

1108508

Составитель B.Ôoêèíà

Редактор N.Недолуженко Техред С. Легеза Корректор А.Обручар

Заказ 5874/38 Тираж 575 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб.g д. 4/5

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