Аналоговое запоминающее устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимескин

Республик (11) S59284 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено03.02 76 (21) 2321429/24 с присоединением заявки N — (23) Приоритет (43) Опубликовано 25 05.77 Бюллетень № 19 (45) Дата опубликования описания 07.10,77 (51) М. Кл.

6 ll С 27/00

Гасударственный камнтет

Совета Мнннстраа СССР ва делам нзобретеннй и аткрытнй (53) УДК 681.327.66 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. И. Подольный, В. М. Чумак и В. Е. Ямный àÀ Ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ленина (7!) Заявитель

{54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНА10ЩЕЕ УСТРОЙСТВО

l5

Изобретение относится к измерительной техпике и может быть использовано в устроиствах преобразования формы ииформации, Известно аналоговое запоминающее устройство, состоящее из глемента памяти - конденсатора сравнения. сравнивающего величину входного напряжени напряжением на элементе памяп1, зарядного устройства и ключа, отключающего элемент памяти от зарядного устройства в некоторый выбранный момент времени (1). Однако требуется длительное время для заряда емкости.

Из известных аналоговых запоминающих устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее операционный усилитель, выход которого подключен к одному из IIõîà08 элементов сравнения, другой вход первого элемента сравнения соединен с входом устройства, выход первого лемента сравнения подсоединен к одному из входов триггеров, выход второго элемента сравнения соединен с одним из входов элементов И, другие входы которых подключены к выхеду генератора импульсов, выходы элементов И подсоединены к другим входам триггеров, накопительный элемент, например конденсатор, одна обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, ключ, повторитель напряжения, выход которого соединен с выходом устройства, управляемые генераторы импульсов (2!.

Недостатками указанного устройства является апер уp iaя погрешность и погрешность, вызванная янлсиием лерекомпеисапни, г.е.запсмииается значение и,шряження, нссколько большее значения входHoI o иаиряжеиия, при )ем это носит характер нелинейиои зависимости.

Апертурная погрешность возиикаеI вследствие конечного и переменного времени заряда элемента памяти. Заряд элемеипа памяти на пгнастся в момент начала импульса генератора. Этот же момент служит точкой привязки выборки. В действительности же, вследствие упомянутого конечного времени заряда, истинная точка выборки иа осн времени входного сигнала будет несколько смещена и тем сильнее, чем больше разиость между двумя соседними запомненными напряжениями.

Перекомпенсация rýçíèêàåò вследствие задержки выходного импульса второго злемента сравнения, выключающего зарядные ключи.

Следует отметить, что в этом у .тройстве обе эти погрешности взаимосвязаны. Так, например увели559284 чивая зарядный ток, можно уменьшить апертурную птрешность однако, при этом увеличивается погрешность перекомпенсации и наоборот.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Достигается это благодаря тому, что выходы триггеров соединены с управляющими входами генераторов тока, выходы которых подключены к другой обкладке конденсатора, входу повторителя напряжения и через ключ к инвертирующему входу и выходу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с другим входом элемента сравнения, другой вход второго элемента сравнения подключен к выходу устройства, управляющий вход ключа подсоединен к выходу генератора импульсов.

На чертеже дана схема аналогового запоминающего устройства.

Устройство содержит операционный усилитель 1, выход которого подключен к одному .0 из входов элементов сравнения 2 и 3, другой вход первого элемента сгзвнения 3 соединен с входом устройства 4, выход первого элемента сравнения подсоединен к одному из выходов триггеров 5 и 6, выход второго элемента сравнения 2 соединен с одним из выходов элементов И 7 и 8 другие входы которых подключены к выходу генератора импульсов 9, выходы элементов И подсоединены к другим входам триггеров 5 и 6, накопительный элемент! О, например конденсатор одна обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, ключа 11, повторитель напряжения 12, выход которого соединен с выходом устройства, управляемые генераторы тока 13, 14. Причем выходы элементов 7 и 8 соединены с управляющими входами генераторов; З6 тока 13 и 14, выходы которых подключены к другой обкладке конденсатора 10, входу повторителя напряжения 12 и через ключ 11 к инвертирующему входу и выходу операционного усилителя 1. Другой вход второго элемента сравнения 2 подключен к @> выходу устройства. Управляющий вход ключа 11 подсоединен к выходу генератора импульсов 9.

Устройство работает следующим образом. За исходное состояние принят момент времени, когда ключ 11 разомкнут н триггеры 5 и б сброшены, т.е. генераторы 13 и 14 отключены от конденсатора 10.

В этом случае на конденсаторе 10 будет запомнена некоторая величина напряжения Любое значение входного напряжения отличное or запомненного на конденсаторе 10, вызовет переход элемента сравнения 2 в соответствующее состояние и тем самым будет выбран один из генераторов тока 13 или 14 для подключения очередным тактовым импульсом к конденсатору 10.

Предположим, что величина входного напряже- 66 ния превышает величичу запомненного на конденсаторе 10 напряжения. В этом случае элемент сравнения 2 откроет элемент И 8, очередной тактовый, импульс генератора 9 через триггер 6 подключит генератор тока 13 и через конде4йторр 10 потечет в0 зарядный ток Этим же тактовым импульсом замыкается также ключ 11, подключая конденсатор 10 к выходу оп-,рационного усилителя !.

Таким образом зарядный ток будет равен сумме двух токов - генератора тока 13 и усилителя 1.

Этим достигается формирование заряда конденсатор- 10, т.е. повышение быстродействия схемы.

Однако, несмотря на значительную величину тока генератора 13, перекомпенсации не произойдет блаблагодаря тому, что напряжение на конденсаторе отслеживается усилителем 1 и поддерживается равным рходному напряжению. Высокая точность отслежи вжии обеспечиваетсч глубокой отрицательной обратной связью усилителя 1 с волыним петлевым коэффнпнентом усиления.

В момент времени, когда разность между входным напряжением и напряжением на конденсатоРе 1О станет равной нулю (в пределах гистерезиса элемента сравнения 3) элемент сравнения 3 своим выходным импульсом сбросит триггер 6 и отключит генератор тока 13 от конденсатора 10. Начиная с этого момента ч до окончания тактового импульса генератора 9 напряжение на конденсаторе 10 с высокой точностью поддерживается равным входному напряжению.

С окончанием тактового импульса ключ 11 размыкается и на конденсаторе 10 запоминается значение напряжения, соответствующее этому моменту времени. Поскольку окончание тактового импульса является координатой начала запоминания, то тем

1 самым устраняется апертурная погрешность.

За счет применения слежения за напряжением на конденсаторе и ускоренным зарядом емкости памяти на конденсаторе от управляемых генераторов тока удалось снизить апертурные погрешности с 500 нс до 10-20 нс, при этом точность хранения напряжения за счет увеличения емкости до 0,1 мкф повысилась до 0,1-О,Ю, Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее,, операционный усилитель, выход которого подключен к одним из входов элементов сравнения, другой вход первого элемента сравнения соединен с входом устройства, выход первого элемента сравнения подсоединен к одним из входов триггеров, выход второго элемента сравнения соединен с одним из входов элементов И, другие входы которых подключены к выходу генератора импульсов, выходы элементов И подсоединены к другим входам триггеров, накопительный элемент, например конденсатор одна обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, ключ, повторитель напряже птя выход которого соединен

В с выходом устройства, управляемые генераторы тока о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в нем выходы триггеров соединены с управляющими входами генераторов

559284 (Оставитель А. воронин

Техрсл П.Анлрейчук

Рслак>ор 1.. Гончар

Корректор А. Жолтани

Заки> 1410 )103

Тираж 729 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Сове>а Министров ССГР по лслам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 йч>лиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

>>

\ тока, выходы которых подключены к другой обк»адке конденсатора, вхо у ловторнтет>я напряженнн н чс1>сз ключ > инвсртнруюгцсму входу и»»х».>у о»с1>ацнонн» о усилителя.нсннвертнрую>цнй вход ко>< ро>о соеди»ен с лругнм входом элемента сравнения,,»>y>o>> нход»ropo>o элемента сравнения нодкли>чен > в>яходу ус>1 о»ства, у»равняю>днй вход клк>ча подсоединен к выходу генератора нмнульсов.

Источники информации, ирин>ттые во внимание при экспертизе

1. Преобразование информации в аналого — цифровых вычислительных устройствах и системах под род. Г.М. Петрова, изд. "Машиностроение *, М., 1973, стр. 99 — 11.

2. Авторское свидетельство СССРНГ 414634, М, клт G 11 С 27/00, опубл. 1974 r. (прототип) .