Аналоговое запоминающее устройство

 

ОП ИСАпИЕ из о влетания ""78ОО48

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 09. 11. 78 (21) 2685833/18-24 (51) М. Кл.

G 11 С 27/00 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.1180. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 181180 (53) УДК 681.327.66 (088.8) (72) Автор изобретения

Л.И.Лысяк д" -» -. с М (71) Заявитель ф.. (54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЦЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аналоговой технике и предназначено, в частности, для запоминания мгновенных значений исследуемых сигналов в определенные моменты времени. 5

Устройство может быть использовано в быстродействующих аналого-цифро вых преобразователях.

Одной иэ основных составляющих частей аналого-цифровых преобразова- 10 телей, предназначенных для преобразования переменных значений напряжения в код, является устройство выборки и запоминания.

Широкое применение в стробоскопи- 15 ческих осциллографах нашло устройство f1). Оно содержит мостиковую схему, собранную на четырех диодах, на входе которой включен генератор сигнала и первый резистор, а на вы- 20 ходе — первый конденсатор, симметрирующий трансформатор, выходные выводы обмоток которого подсоединены к точкам соединения катодов и анодов диодов, а входные выводы че- 25 реэ второй и третий резисторы подключены к источникам смещения +ЕЛ и En соответственно, а через второй и третий конденсаторы к генератору строб-импульсов. Для удовлетворитель. 30

I ной работы схемы необходимо, чтобы оба плеча схемы имели одинаковые параметры.

Недостатком устройства является то, что накопительный конденсатор заряжается через омические и дифференциальные сопротивления коммутирующих диодов, что приводит к увеличению времени выборки, а тем самым и к увеличению апертурного времени.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является аналоговое запоминающее устройство t2). Устройство содержит дифференциальный усилитель, коммутирующие диоды и транзисторы, накопительный конденсатор, который подключен к затвору полевого транзистора. Дифференциальный усилитель, собранный на двух транзисторах и четырех резисторах, управляет усилителем, собранным на двух транзисторах, базы которых подключены к нагрузочным резисторам соответственно, а эмиттеры через резисторы обратной связи соответственно соединены с источником питания +Е„. К коллектору второго транзистора усипителя подключен резистор и база

780048 ключевого транзистора, между эмит- тером которого и источником питания Еп включен резистор. Между коллекторами первого транзисгора усилителя и ключевым транзистором включены последовательно диоды и два конденсатора. Точка соединения катода и анода диодов соединена с накопительным конденсатором и затвором полевого транзистора. Второй вывод накопительного конденсатора соединен с корпусом. Коллектор первого ключевого транзистора соединен с коллектором второго ключевого транзистора и резистором, а коллектор первого транзистора усилителя соеди- нен с коллектором третьего ключевого транзистора и резисторОм. Базы второго и третьего ключевых транзисторов подсоединены к источнику стробимпульсов. Сток полевого транзистора соединен с источником +E>, а меж- 20 ду источником — Е и стоком включен

П резистор.

Недостатком устройства являются . высокие требования относительно сиглметричности параметров плеч схемы .(c целью. выравнивания параметров плеч схемы в каждое плечо включаются подстроечные конденсаторы), а также относительная низкочастотность схемы, обусловленная наличием емкостей диодов, через которые входной сигйал проходит на выход схемы, когда второй транзистор усилителя и первый ключевой транзистор закрыты.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и его .Упрощение.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например, конценсатор, одна 40 обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, другая обкладка конденсатора подключена к,входу истокового повторителя напряжения, выход которого соецинен с выходом устройства, дифференциальный усилитель, входы которого соединены с входами устройства, ключи, нелинейные элементы, шину управления и шину пйтания.

Введены каскад восстановления начального уровня напряжения, дифференцирующая RC-цепочка и три делителя напряжения, первь:е входы которых соединены с шиной питания, вторые входы делителей напряжения соецинены с шиной нулевого потенциала, выход первого делителя напряжения соединен с входом первого ключа и через первый нелинейный элемент с выходом дифференцирующей RC-цепочки, вход Я) которой подключен к шине управления, выход второго делителя соединен с одним из входов второго ключа, другой вход второго ключа соединен с выходом дифференциального усилителя и выходом первого ключа, выход второго ключа соединен с другой обкладкой конденсатора и выходом каскада начального уровня напряжения, выход которого соединен с выходом третьего делителя напряжения и через второй нелинейный элемент с выходом дифференцирующей RC-цепочки.

На чертеже изображена функциональная схема предложенного устройства. Оно содержит накопительный элемент, например, конденсатор 1,дифференцирующую РС-цепочку 2, делители

3-5 напря>кения,ключи б и 7, каскад

8 восстановления начального уровня напряжения, истоковый повторитель 9 напряжения, дифференциальный усилитель 10, шйну 11 питания, шину 12 управления, нелинейные элементы 13 и 14.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда на ши-. ну 12 не подается импульс переключения, транзистор ключа 6 открыт, а транзистор ключа 7 и транзистор каскада 8 закрыты. Входной сигнал усиливается дифференциальным усилителем и транзистором ключа 6.

Когда поступает импульс переключения, передний фронт его через нелинейный элемент 13 подается на базу транзистора ключа б, который закрывается, а транзистор ключа 7 открывается.

Конденсатор 1 заряжается через транзистор ключа 7 коллекторным током транзистора ключа б, значение которогб зависит от входного сигнала.

После того, когда потенциал базы тран,.зистора ключа б становится меньше потенциала базы транзистора ключа 7; последний закрывается и на конденсаторе 1 удерживается запомненное значение напряжения. После окончания действия импульса переключения, его спад через нелинейный элемент

14 и конденсатор 1 подается на. базу транзистора каскада 8. Указанный транзистор открывается, и конденсатор 1 быстро разряжается до потен-, циала корпуса. Значение напряжения нэ. конденсаторе 1 повторяется истоковым повторителем 9 и подается на вход аналого-цифрового преобразователя.

Предложенное устройство имеет ряд преимуществ перед прототипом.Во-первых, изменяя параметры дифференцирующей цепочки 2 и параметры делителей напряжения в базах транзисторов ключей б и 7, можно проста изменять время выборки, а тем самьпл и апертурное время аналого-цифрового,преобразователя. Во-вторых, транзистор ключа 7 работает на открывание и не переходит в режим насыщения, что дает возможность реа лизовать максимальное быстродейст780048 вие, которое определяется высокочастотными параметрами транзистора.

В третьих, транзисторы ключей 6 и 7 включены таким образом, что входное сопротивление в точке соединения их эмиттеров равно нескольким Омам, что значительно улучшает частотные свойства дифференциального усилителя, а также снижает уровень паразитного пролезания входного сигнала через паразитные емкости закрытого транзистора ключа 7.

В четвертых, включение в схему каскада 8 восстановления начального уровня напряжения дает возможность просто управлять длительностью импульсов на выходе схемы, а также получать крутые спады этих импульсов.

Испытания, проведенные на макете с использованием высокочастотных транзисторов, частота 1 которых превышает 2 кГц, показали, что устройство обеспечивает время выборки меньше 1 нс.

Применение предложенного устройства в аналого-цифровом преобразователе позволит отказаться от схемы формирования импульсов стробирования, собранной на 4-х транзисторах и уменьшить значение апертурной погрешности аналого-цифрового преобразователя более чем в 5 рай.

Формула изобретения

АналогОвое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например, конденсатор, одна обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, другая обкладка конденсатора подключена.к входу повторителя напряжения, выход которого соединен с выходом устройства, дифференциальный усилитель, входы, которого соединены с входами устройства, ключи, нелинейные элементы, шину управления и шину питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и его упрощения, в устройст- во введены каскад восстановления начального уровня напряжения, дифференцирующая RC-цепочка и три делителя напряжения, первые входы

10 которых соединены с шиной питания, вторые входы делителей напряжения соединены с шиной нулевого потенциала, выход первого делителя напряжения соединен с входом первого клю15 ча и через первый нелинейный элемент с выходом дифференцирующей RC-цепочки, вход которой подключен к шине управления, выход второго делителя напряжения соединен с одним из щ входов второго ключа, другой вход второго ключа соединен с выходом цифференциального усилителя и вы одом первого ключа, выход второго ключа соединен с другой обкладкой конденсатора и выходом каскада восстановления начального уровня напряжения, вход которого соединен с выходом третьего делителя напряжения и через второй нелинейный элемент с выходом дифференцирующей RC-цепоч30 ки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Рябинин Ю.А. Стробоскопическое осциллографирование,M.,"Coâåòñêoå радио", 1972.

?.Патент Японии Р 49-21743, 40 кл. G 11 С 27/00, опублик. 1974 (прототип).

ВНИКНИ Заказ 9331/17

Тираж 662 Подписное

Филиал ППП "Патент", г,ужгород,ул.Проектная,4