Устройство выборки и хранения информации

 

О П И-С А НИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

:I

t с !.; ». о1-е;:л . «::ф

Союз Советскнк

Социапнстнческнк

Республик ()746729

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 19.07.76 (2) ) 2387234/18-2 1 (5l)NL. Кл.

6 11 С 15/04 с прнсоеднненнеьт заявки рй(23) ПриоритетВеудератеекеые квметет вССЯР пв Мелек иеееретееие и открытки

Опубликовано07.07.80. Бюллетень М 25 (5З) З ДК681 325 (088.8) Дата опубликования описания 10.07.80 (72) Авторы изобретения

Э. И. Подольный, Ю. И, Белоносов и В. Е. Ямный

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ВЬПэОРКИ И ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Цель изобретения - повышение точности э, Цель достигается тем, что в устройство выборки и хранения информации, содержа1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в уст-! ройствах преобразования формы информацине

Известно устройство выборки и хране.S ния информации, содержащее усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, в цепи питания которОго включена схема управления, один из входов которой подключен к выходу усилителя, а выход уси лителя совдийен с алемвитом хранения -1О конденсатором Ц .

Недостатками, устройства является отличие от нуля выкодного уровня при отсутствии входного сигнала, нестабильность1 выходного уровня при отсутствии входного си нала и коммутационная погрешность, . что прЫводит к невысокой точности устройства.

2 шее усйлитель " йостоянногб тока, охваченйый отрицательной обратной связью, в цепи питания которого включен элемент управления, один из входов которого подключен к выходной клемме устройства, а другой - к первой управляющей клемме устройства, первый элемент хранения - конденсатор, соединенный первой обкладкой с обшей шиной и второй обкладкой — с выходом усилителя постоянного тока и входом истокового повторителя, подключенного выходом к инвертирующему входу дифференциального операционного усилите ля, содвржашего s цепи истока генератор тока, введен второй элемент храненияконденсатор, а генератор тока выполнен управляемым, причем одна обкладка второго конденсатора соединена с шиной питания, а другая - с управляющим входом генератора тока и через ключ и резисторс выходом дифференциального операцион--- ного усилителя, а управляющий вход ключа соединен со второй управляющей клеммой устройства.

Овх К

А1 — =V 9

94

Тогда (30

LI еых К

Откуда

«4 40 а1 -aU

Зы

3 7467

На чертеже представлена схема пред лагаемого устройства выборки и хранения.

Устройство состоит из усилителя 1, охваченного отрицательной обратной связью, в цепи питания которого включена схема управления 2, вход 3 которой подключен к выходной клемме устройства, выход усилителя 1 соединей с первым элементом хранения - конденсатором,4 к конденсатору 4 подключен затвор истоко- 10 вого повторителя 5, в цепи истока кото-рого включен управляемый генератор тока 6, по цепи управления соединенный со вторым элементом хранения - конденсатором 7, причем конденсатор 7 через ключ 15

8 и резистор 9 соединен с выходом опе» рационного усилителя 10, один из входов которого соединен с истоком истокового повторителя 5 и выходной клеммой.

Устройство работает следующим об- 20 разом.

В исходном состоянии входной сигнал равен нулю, ключ 8 замкнут, а на вход схемы управления 2 поступают управляющие импульсы, обеспечивающие режимы работы Выборка и Хранение °

Операционный усилитель 10 управляет через открытый ключ 8 генератором то ка 6 так, что на истоке истокового повторителя, а соответственно на выходе 50 устройства бьйо напряжение равно нулю независимо от напряжения на затворе транзистора Т5 (это возможно при использовании полевого транзистора со встроенным каналом). Таким образом, на втором элементе хранения 7 накапливается сигнал, компенсирующий уход выходного уровня. При этом устраняется погрешность, .вйзванная смешением выходного урОвня, так и коммутационная погрешностью

Перед подачей на устройство входного сигнала ключ 8 размыкается и на конденсаторе 7 запоминается потенциал, который поступает на вход управляемого генерата ра тока 6 и не изменяется до окончания 45 входного сигнала. Выходной сигнал снимается с истока истокового повторителя 5.

После окончания входного сигнала ключ 8 замыкается.

Рассчитаем напряжение смешения на выходе устройства выборки и хранения. В нем в качестве истокового повторителя используется транзистор со встроенным каналом (типа КП305, КП306), который ра55 ботает в активном режиме при U9ö=0.

Из формулы

29

4 видно, что можно выбрать такой ток стока, чтобы напряжение смещения было равно напряжению Ug, т.е. напряжение на истоке будет равно О. Ток генератора тока, на который нагружен истоковый повторитель, изменяется согласно формуле ь0

6I —

R где Ь0 — приращение напряжения на токоэадаюшем резисторе генератора тока; и - величина токоэадаюшего резистора.

Приращение аU поступает на генератор тока с выхода операционного усилителя и определяется U=u еьв где U eblis — напряжение на выходе истокового повторителя;

К - коэффициент усиления ОУ.

Если оценить 09ц =10 B) R 1 кОм

S=-4 мА/В;

-3 3 -3

К=10000 тогда g

МФ 40.000

Из прйведеннйх расчетов видно, что напряжение смещения и температурный дрейф на выходе предлагаемой схемы за счет истокового повторителя, управляемого от операционного усилителя, определяются в основном смещением нуля и дрейфом операционного усилителя. Так, для операционного усилителя К1 53УД2 смешение нуля не превышает 3 мВ, а его дрейф менее 10 мкВ/ С, что более чем о на порядок лучше прототипа.

Включение управляемого исток ового повторителя позволяет уменьшить коммутационную погрешность за счет интегрирующей цепочки (конденсатор 7, резистор 9).

Величина напряжения "смешения во вре мя, „на Выходе истокОВ ОгО повторит еля будет равна и =u — о ЕЫ 6 t Sbl9

СМ РО 91 +t РО(ЪР

ЕЫВ ХР

5 7467

В УВХ вел ичину T/1 выбирают бо-. .выл

Таким образом, за счет включения истокового повторителя удается уменьшить влияние коммутационной помехи в 10 раз. 5

Экспериментальные исследования предложенной схемы, показали, что суммарная погрешность не превышала вепичины, рав ной 0,1-0,15%, что более чем на, порядок лучше известных схем выборки и хранения„ о работающих с той же скоростью выборки (100 кГц-1 МГБ).

Устройство выборки и хранения информации, содержащее усилитель постоянного тока, охваченный отрицательной обратной связью, в цепи питания которого включен элемент управления, один из входов которого подключен к выходной клемме устройства, а другой - к первой управляющей клемме устройства, первый элемент храИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США ¹ 3643110, кл. Н 03 К 17/60, 1970 (прототип).

29 6 нения - конденсатор, соединенный первой обкладкой с общей шиной и второй обкладкой -. с выходом усилителя постоянного ,тока с входом истокового повторителя, подкпюченного выходом к неинвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, содержащего в цепи истока генератор тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения точноети, в него введен второй элемент хранения «« конденсатор, а генератор тока выполнен управляемым, причем одна обкладка второго конденсатора соединена с шиной питания, а другая - с управляющим входом ф о р м у л а и з о б р е т е н и я генеРатоРа тока и чеРез ключ и PewегоPс выходом дифференциального операционного усилителя, а управляющий вход ключа соединен со второй управляющей клеммой устройства.

ЦНИИПИ Заказ 4112/22 Тираж 662 Подписное

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