Аналоговое запоминающее устройство

 

О---П И C А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»691928 (53) УДК (51)М. Кл.

G 11 С 27/00 (22) Заявлено 01.0877(21)2513082/18-24 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.1079. Бюллетень М 38

681.327.

66 (088.8) Дата опубликования описания 15.1 079 (72) Авторы изобретения

Л.A.ÄóáèUêèé, О.Е.Левицкий и С.Н. Устенко а15 .33 и

1-—

Львовский ордена Ленина политехничфгкйй И4бтцтут-:,," РЁ с, ( (71) Заявитель (54 ) A НАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УС1РОИС1ВО

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для выборки и запоминания мгновенных значений напряжений, в частности, может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях.

Известно аналоговое. запоминающее устройство, содержащее усилители, накопительный элемент и ключи. Устройство охвачено двумя контурами обратной связи (1}.

Однако, известное устройство обладает недостаточным быстродействием .ввиду того, что с увеличением коэффициента передачи усилителей уменьшается полоса частот усилителей.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является

/ аналоговое запоминающее устройство, содержащее основной накопительный элемент, например, конденсатор, одна обкладка которого подключена к шине . нулевого потенциала, другая — к одному из входов каждого из двух усилителей и через первый ключ — к выходу первого усилителя другой вход которого через второй ключ соединен со входом устройства. Другой вход второго усилителя подключен к выходу первого усилителя через первый согласующий элемент, а через первый элемент обратной связи соединен с выходом данного усилителя, Аналоговое запоминающее устройство содержит также третий ключ. С замкнутым первым и вторым ключом и разомкнутым третьим устройство охвачено первым контуром отрицательной обратной связи и находится в режиме выборки. Напряжение . на конденсаторе и выходе второго усилителя меняется синфаэно с напряжением входного сигнала и мало отличается от него по величине. С замкнутым третьим ключом и разомкнутыми остальными устройство охвачено вторым контуром, отрицательной обратной связи и находится в режиме хранения.

Напряжение с вйхода второго усилителя подается на вход первого усилителя.

Так как характеристики первого усилителя не изменяются от режима вы« борки к режиму храйения, это напряжение устанавливается в режиме хранения равным с высокой точностью напряжению сигнала при переходе устройства из режима выборки в режим хранения. Устройства, построенные по этой схеме, обладают высокой точ30

691928

Устройство содержит первый усилитель 1, второй усилитель 2, подключенный входом 3 через элемент об10 ратной связи 4 к выходу 5, а через согласующий элемент б — к выходу 7 первого усилителя 1, входом 8 — к одной обкладке конденсатора 9, соединенного другой обкладкой с шиной нулевого потенциала 10, и к входу

ll первого усилителя, а через ключ

12 — к выходу 7 первого усилителя 1, третий усилитель 13, подключенный входом 14 через элемент обратной связи 15 к своему выходу 16 и выходу устройства 17, а через согласующий элемент 18 и ключ 19 — к выходу 7 первого усилителя 1; входом 20 — к одной обкладке вспомогательного конденсатора 21, соединенного другой обкладкой с шиной нулевого потенциала 10; а через ключ 22 — к выходу 5 .второго усилителя 2; и выходом lб через ключ 23 — ко входу 24 первого усилителя 1, соединенного через ключ

25 с источником сигналов 2б.

12,22,25

22,23

12,23

19,23

19,23

12,19,25

19,2?,25

12,22,25

8а первом этапе, н режиме выборки, напряжение на конденсаторе 9 (U ) равно л

"с„="вх +к„ ()) пающим с выхода 7 усилителя 1 через усилители 2 и 13 на вход 24. Напряжение, устанавливаемое при этом на

55 конденсаторе 21 (Б ), составит величину ностью и н лучших образцах погрешность запоминания доведена до 0,01% 2) .

Однако, н настоящее время требуются устройства выборки и запоминания с погрешностью до 0,001%, Обеспечение наряду с такой точностью высокого быстродействия становится задачей черезвычайно сложной. Применение для обеспечения высокого быстродействия

I широкополосных усилителей приводит к снижению точности устройства, так как такие усилители имеют малый коэффициент передачи ° Увеличение коэффициента передачи усилителей приводит к уменьшению полосы частот усилителей и, следовательно; быстродействия устройств .

Цель предлагаемого изобретения— повышение точности устройства.

Это достигается тем, (то н устройство введены третий усилитель, второй элемент обратной связи, включенный между выходом и первым входом третьего усилителя, второй согласующий элемент, четвертый и пятый ключи и вспомогательный накопительный элемент, например конденсатор, одна обкладка каторога соединена с шиной нулевого потенциала, а другаясо вторым входом третьего усилителя и через третий ключ с выходам второго усилителя. Выход третьего усилителя соединен с выходам устройства .и через четвертый ключ — с другим входом перного усилителя, а через где U „ — напряжение входного сигнала (напряжение на входе 24 усилителя i);

К вЂ” коэффициент передачи усилил теля 1.

На втором этапе напряжение, присутствующее на конденсаторе 9, запоминается и станонится вхадным, Оно уравновешивается напряжением, поступоследовательно соединенные второй согласующий элемент, второй элемент обратной связи и пятый ключ — c выходом первого усилителя.

На чертеже представлена структурная схема предложенного устройства.

Работа устройства происходит н 4 этапа. Состояние ключей, соответствующее этапам, приведены н таблице.

l-й этап — режим выборки

2-й этап — промежуточный режим

3-й этап — промежуточный этап

4-й этап — режим хранения

60 где Pл- коэффициент передачи усилителя 2 со стороны входа 3; — коэффициент передачи усили2 теля 13 со стороны входа 20 (при разомкнутом ключе 19);

691928

I -(3 — коэффициент передачи усилителя 2 со стороны входа 8.

R +R6 2 я к

R+R г 5 где R, R — сопротивление элементов

4, б;

К вЂ” коэффициент передачи

Я усилителя 2. к 10

I 2 )+К где К вЂ” коэффициент передачи усили3 теля 13.

К 6

+)В 2

4 6

С учетом равенства а«Ре

О 5 К2 К2

1 (+об <2 > 1+0 5 Кг

Примем для простоты К =,Кв=(, тогда „ =1, р =1, р =2; и выражение .(2) примет вид

Яа третьем этапе напряжение, присутствующее на конденсаторе 21, запоминается и становится входным. Напряжение на конденсаторе 9 U npu этом рави

С учетом =1 выражение (4) примет вид

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устрой- ство, содержащее оСновйой накопительный элемент, например, конденсатор, одна обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, другая— к одному из входов каждого из двух усилителей и через первый ключ к выходу первого усилителя, другой вход которого через второй ключ соединен со входом устройства, другой вход второгo усилителя подключен к выходу первого усилителя через первый согласующий элемент, а через первый элемент обратной связи соединен с выходом данного усилителя, и третий ключ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены третий усилитель, второй элемент обратной связи, включенный между выходом и первым входом третьего усилителя, второй согласующий элемент, четвертый и пятый ключи и вспомогательный накопительный элемент, например конденсатор, одна обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, а другая - co вторым входом третьего усилителя и через, третий ключ — с выходом второго усилителя, выход третьего усилителя соединен с выходом устройства и через четвертый ключ — с другим входом. первого усилителя, а через

Последовательно соединенные второй. 15

В, ° К Э

К 4

\э эд

55 бО б5

ИСК . „,"Ê„(51

На четвертом этапе, в режиме хра- 35 нения, источниками напряжений, являются напряжения, присутствующие на конденсаторах 9, 21 (U< U ). Иаэ

1 2 пряжение на выходе устройства, найряжение запоминания найдется из выраже- 40 ния (-К „) (- „) @5

U -U —, (6) с(11К Р 2 1+К 1( где (Ь вЂ” коэффициент передачи усили4 теля 13 со стороны входа 14; 45 — коэффициент передачи усилителя 13 со стороны входа 20 (при замкнутом ключе 19) — сопротивления элементов 15, 18.

К8

5 )118

° +

" К +R "3

15 18 с учетом равенства R (5 и 218

Оэб К8

) "+О5КЗ Рs (-о,5К, и при К = о

Ъ вЂ” 1; З5 — 2 °

Теперь выражение (6) примет вил KË 2

"Вшк="С +К "с 1 К

С учетом (1), (3), (5) выражение (7) запишется

К (Ztk ) 2К (2+К )

В IK Вэ (1+K ) - (IZÊZ

Отсюда найдется погрешность запоминания дВ (Э Кэ (2 224 KK (2 К 21

ВХ (1 д-К ) В- (< +1

{ (1+к„) ОВх У,4 ()вх

Из выражения (8) видно, что погрешность запоминания в предлагаемом устройстве в К раз меньше погреш2 ности в известйом. Это позволяет, используя операционные усилители с малым коэффициентом передачи, строить прецизионное устройство выборки и запоминания. Например, при К„=9 погрешность устройства будет равняться 0,01%. Воэможность применения усилителей с малым коэффициентом передачи позволяет использовать широкополосные усилители, т.е. добиться высокого быстродействия устройств выборки и запоминания.

691928

Составитель A.Âîðîíèí

Техред Л.Алферова Корректор Ю.Макаренко Редактор A.Bèíîãðàäîâ

Тираж 681 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5. аказ 6226/43

Филиал ППП Патент г,Ужгород, ул.Проектная,4 согласующий элемент, второй элемент обратной связи и пятый ключ, — с выходом первого усилителя.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 6956, кл. 97/8 Д 1, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 482815, кл. G 11 С 27/00, 1973 (прототип).