Аналоговое запоминающее устрой-ctbo

 

Союз Соеетскнх

Соцнапнстнческнх

Респубннк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и 809390 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 03,07.78 (21) 2639638/18-24 (51)М. Кл.

G 11 С 27/00 с прнсоедннением заявки М

Гее) дэрстеанлма кемитет

СССР лв делам лзебретених л отхрмтлй (23) Приоритет—

Опубликовано 28.02.81. Бюллетень ав 8 (53) УД (681. .327.66 (088.8) Дата опубликования описания 03.03.81 (72) Авторы изобретения

B. Н. Осипов и Л. А. Дубицкий (+LB,0ф „;;- <-, йлТЕЧтц1,, :Ъ

Львовский ордена Ленина политехйический и crfrrjteXH94Qj>,д

ЯДЯ .";; з;з., (71) Заявитель (54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮКЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении помехозащищенных аналоговых и аналого-цифровых систем.

Известно аналоговое запоминающее устройство, обеспечивающее запоминание информационного сигнала при воздействии помех (11

Однако с, э характеризуется недостаточно высокой помехоустойчивостью и н.изкой точностью.

Известно также аналоговое запоминающее устройство, обладающее высокой точностью 12). Однако оно не является помех оуст ойч ивым.

Наиболее близким к предлагаемому

15 является устройство, которое содержит основной усилитель, дополнительный усилитель, подключенный инвертирующим входом через резистор к выходу основного

20 усилителя, а выходом — через резистор к инвертирующему входу дополнител ьного усилителя и через ключ к неинвертирующему входу дополп ительного усилителя и инвертирующему входу основного усилителя, подключенного неинвертирующим входом через ключ к источнику входных с игн алов.

В режиме выборки замкнуты ключи, подключающие неинвертирующий вход основного усилителя к источнику входных сигналов, и его выход к конденсатору памяти. Ключ, соединяющий неинвертирующий вход основного усилителя с выходом дополнительного, разомкнут. Конденсатор памяти заряжается до напряжения, соответствующего входному. При переходе в режим хранения состояние всех ключей изменяется на противоположное, и на выходе устройства воспроизводится мгновенное значение напряжения, присутствовавщего на входе в момент переключения ключей Е Ъ 3 .

В режиме выборки входной сигнал подается на вход основного усилителя, включенного по неинвертирующей схеме. Вход устройства несимметричен и чувствителен

20

55 Где к наведенным помехам. Напряжение помехи фиксируется на конденсаторе памяти и присутствует на выходе устройства в режиме хранения. Это не позволяет в полной мере использовать высокие метрологические свойства схемы, в особенности при работе со входными сигналами низкого уровня.

Бель изобретения — повышение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается,тем, что в аналоговое запоминаюшее устройство, содержашее основной усилитель, первый неинвертируюший вход которого соединен через первый ключ с одним из входов устройства и через второй ключ с выходом устройства и выходом дополни— тельного усилителя, неинвертирующий вход дополнительного усилителя соединен с накопительным элементом, например, с одной из обкладок конденсатора и первым инвертируюшим входом основного усилителя, другая обкладка конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала, выход основного усилителя через третий ключ соединен с неинвертируюшим входом донолнительного усилителя, инвертируюший вход которого подключен через пассивный элемент к выходу основного усилителя, введены четвертый и пятый ключи, причем второй инвертируюший вход основного усилителя через четвертый ключ соединен с другим входом устройства и через пятый ключ — с шиной нулевого потенциала и вторым неинвертируюшим входом основного усилителя.

На чертеже представлена функциональная схема аналогового запоминаюшего устройства.

Устройство содержит основной усилитель 1, дополнительный усилитель 2, подключенный инвертируюшим входом через пассивный элемент, например резистор 3, к выходу 4 основного усилителя

1, а выходом 5 через пассивный элемент, например резистор 6, — к инвертируюшему входу дополнительного усилителя 2 и через ключ 7 - к первому неинтервируюшему входу 8 основного усилителя 1, выход 4 которого через ключ 9 подключен к накопительному элементу, например конденсатору 10, неинвертирующему входу дополнительного усилителя, 2 и первому инвертирующему входу 11 основного усилителя 1, подключенного первым неинвертируюшим входом 8 через ключ 12 к первому входу устройства 13. Второй иеиивертируюший вход 1 5 основного усилителя 1 подключен к шине нулевого

0390 4 потенциала, а второй инвертируюший 14— через ключи 16 и 17 ко второму входу устройства 18 и к шине нулевого потенциала. Выходом устройства является выход 5 дополнительного усилителя 2.

Устройство работает в двух режимах.

В режиме выборки замкнуты ключи 9, 12 и 16 и разомкнуты 7 и 17. Входное дифференциальное напряжение, присутствуюшее между зажимами 13 и 18 по 0 дается на входы. 8 и 14 основного усилителя. Основной усилитель, представляюший собой по конфигурации дифференциально-дифференциальный усилитель, при замкнутом ключе 9 охвачен отрицатель15 ной обратной связью и является повторителем напряжения на его выходе 0Ä относительно шины нулевого потенциала

U(U +У ) " +о

1 ВХ 01 1 К 02 1+К

2 и где V „- входное дифференциальное напряжение;

К вЂ” коэффицнент усиления диф25 ференциального:напряжения от входов 8 и 14 к выходу 4; — коэффициент усиления дифференциального напряжения

30 от входов 15 и .11 к выходу 4;

001 002 напряжения смешения н основного усилителя по входам 8, 14 и 15, 11 соответственно с учетом синфазных ошибок в режиме выборки.

Конденсатор 10, подключенный к выходу

4 основного усилителя 1, также заряжается в режиме выборки до напряжения v

40 1

При переходе в режим хранения размыкаются ключи 12, 16 и 9 и замыкаются ключ 17, подключающий вход 14 основного усилителя 1 к шине нулевого потенциала, и ключ 7, замыкающий цепь об45 шей обратной связи. Напряжение 0 запоминается на конденсаторе памяти 10.

В режиме хранения на выходе устройства присутствует постоянное напряжение

03 1+ к„

К„&

01 1+К Р

1 1 Ъ вЂ” коэффициент передачи дополнительного усилителя

2 в инвертируюшем включении, примерно равный

809390

20

35 отношению сопротивлений резисторов 6 и 3;

Оо — напряжение смешения нуля дополнительного усилителя с учетом синфазных ошибок;

0 U — напряжения смещения нуля

01 02. основного усилителя по входам 8, 14 и 15, 11 соответственно с учетом синфазных .ошибок в режиме хранения.

Поскольку напряжение между входами 15 и 11 при переходе в режим хранения не изменяется, то Оо — 0О1 . Подставляя

1 значение V из (1) в (2), после несложных преобразований получаем

ВЬФ "+ К Ы Ю1+К2 Ш "tK 02 1+РК1

Ь+1 К 2 Й+ 1 К (Ъ+

1+ К„1+К 8Х О нрк, 1++K„о 1 (к„", Р

"С" М(»

4 О к1кд (ъ (9t1) K - . К„P>

+ 1tu 1 t — 01L(q+K )(1tgk ) (1+K ii1tyK))- 01 11-к„р, 02 (1+K2)(1+ f5K,) о 1*як

Из (3) следует, что 002 и Оо, приведенные к выходу устройства, подавляются при (? =1 Оо — примерно в К„ раз а Оо — в — . Йалее их можк1

t о но не учитывать. Коэффициенты при и U . близки к 1.

Формулу (3) можно упростить

В предлагаемом устройстве напряжения смещения нуля усилителей, а также синфазные напряжения на входах 15 и

11 основного усилителя и на входах дополнительного усилителя эффективно подавляются. Применение во входных каскадах усилителя полевых или МОП-транзисторов приводит к увеличению напряжения смешения нуля и его дрейфу. Как правилс это снижает точность устройства, в котором используется подобный усилитель. В предлагаемом устройстве возможно применение неподобранных пар полевых или МОП-транзисторов во входных каскадах основного 1 и дополнительного

2 усилителей практически без ухудшения точности, что позволяет максимально увеличить входное сопротивление устрой.ства, уменьшить токи разряда конденсатора памяти в режиме хранения.

Погрешность передачи входного дифференциального напряжения, как следует из (4), равна р " о о (ь) к „

Даже при относительно малых К "y и большом разбросе их значений устройство обеспечивает высокую точность. Например, пусть К„=90, К =100, Р =1.

Тогда поГрешность о- по формуле (6) 0 равна 0,12%. для сравнения отметим,что если бы дифференциально-дифференциальный усилитель использовался вне предлагаемого устройства в качестве повторителя, то погрешность при тех же условиях была бы равна

К„ К Pr.1+К1

sblx%3 (,+к )(„+ к„)- "01 "о

Представляя )о„ и 00 в виде llayx

<„+ V„„„4, V0„

=Ц +

+0 сMHe > гдето -напряжение смещения нуля основного усилителя 1 по входам 8 и 14, а0 „„ф и0 „„-синфазные ошибки основного усилителя по входам

8 и 14 в режиме выборки и в режиме хранения, соответственно запишем

u ui U i $1 С1

0 ос синФ синФ y - (Й сину где U» < — синфазное напряжение на входных зажимах 13 и 18 в режиме выборки, К вЂ” коэффициент ослабления синсин Ф, фазного сигнала, присутствующего на входах 8 и 14 основного усилителя 1.

SS г " 100%= 11% (7)

1 УСоотношения (3) и (6), полученные при расчете, показывают, что предлагаемое устройство в целом не уступает прототипу по точности, однако значительно превосходит его по помехоустойчивости.

Предлагаемое устройство имеет симметричный вход и нечувствительно к помехам. Указанное преимушество особенно ощутимо при работе с информационными сигналами низкого уровня. Помеху на входе устройства можно представить как некоторое синфазное напряжение, приложенное к обоим входным зажимам. Степень подавления, как следует из (5), определяется коэффициентом Кс„+, . значение которого, например, для дифференциально-дифференциального усилителя в интегральным исполнении и может составлять 10 и более. В прототипе подавлени е помех практически отсутствует.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 549838, кп. G 1 1 С 27/00, 1974.

2. Патент США ¹ 3469112, кл. 307-238, опублик. 1969.

3. Авторское свидетельство СССР № 4828 1 5, Ln. („1 1 С 27/00, 1 975 (прототип) .

7 8093

Повышение помехоустойчивости достигается незначительными аппаратурными затратами, поскольку используемый дифференциально-дифференциальный усилитель выполняет по существу функции йвух обычных дифференциальных усилителей, однако требует для своей реализации значительно меньше оборудования.

Введение в основной усилитель двух дополнительных входов, один из которых подключен к шине нулевого потенциапа, а второй - через ключи либо к одному из входных зажимов, либо к шине нулевого потенциала, выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа, так как позволяет путем. неэначитатьных ап-. паратурных затрат повысить помехоустойчивость, не ухудшая другие метрологические характеристики.

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее основной усилитель, первый неинвертирующий вход которого соединен через первый ключ с одним из вхойов устройства и через второй ключ с выходом устройства и выходом дополнительного усилителя, неинвертирующий вход дополнительного усилителя соединен с накопительным элементом, например, 90 8 с ойной из обклайок конденсатора и первым инвертирующим вхойом основного усилителя, другая обкладка конйенсатора соединена с шиной нулевого потенциала, выход основного усилителя через третий ключ соединен с неинвертирующим вхойом дополнительного усилителя, инвертирующий вход которого подключен через пассивный элемент к выходу основного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены четвертый и пятый ключи, причем второй инвертирующий вход основного усилителя через четвертый ключ соединен с другим входом устройства и через пятый ключ — с шиной нулевого потенциала и вторым неинвертирующим входом основного усилителя.

Составитель А. Воронин

Редактор Н. Безродная Техрей А. Бабинец Корректор В. Бутягa

Заказ 441/69 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., й. 4/5

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