Аналоговое запоминающее устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик в«847376 (63) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 121079 (21) 2830533/18-24 (51)М. КЛ. с присоединением заявки ¹â€”

G 11 С 27/00

Государственный комитет

СССР во делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.81. Бюллетень Н9 26 (53) УДК 681. 327. .66(088.8) Дата опубликования описания 15.07.81 (5 4 ) АНАЛОГОВОЕ 3АПОМИНАКМЦЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для выборки и запоминания мгновенных значений напряже ний и может быт ь использовано .в аналого-цифровых пре образ ов ателях .

Известно аналоговое запоминающее устройство, охваченное отрицательными обратными связями (1 ).

Недостатком устройства является большая мультипликативная погрешностьь.

H аиболее близ ким по техниче ской сущности к предлагаемому является аналоговое запоминакицее устройство, которое содержит основной усилитель и дополнительный, охваченный отрицательной обратной связью по одному из входов и подключенный этим входом к выходу основного усилителя и через первый ключ к другому входу, конденсатор памяти, включенный между шиной нулевого потенциала и точкой соединения другого входа дополнительного усилителя и одного из входов основного, соединенного через второй и третий ключи соответственно с источником сигналов и выходом дополнительного усилит еля.

С замкнутым первым и вторым ключом и разомкнутым третьим устройство охвачено первым контуром отрицательной обратной связи и находится.в режиме выборки. Напряжение на конден» саторе памяти и выходе дополнительного усилителя меняется синфазно с напряжением входного сигнала и мало отличается от него по величине. С замкнутым третьим ключом и разомкнутыми остальными устройство охвачено вторым контуром отрицательной обрат- ной связи и находится в режиме хранения. Напряжение с выхода дополнительного усилителя подается на вход основного усилителя. Так как характеристики основного усилителя не изменяются от режима выборки к режиму хранения, зто напряжение устанавливается в режиме хранения равным с высокой точностью напряжения сигнала. при переходе устройства из режима выборки в режим хранения (2).

Иэ вестные устройства обладают высокой точностью, погрешность хранения доведена до 0,01%. Тем не менее в настоящее время требуются устройства с погрешностью до 0,001%

Обеспечение, наряду с такой точностью, высокого быстродействия

847376 устройств становится задачей черезвычайно сложной. Применение для обеспечения высокого быстродействия широкополосных усилителей приводит к снижению точности устройств, так как такие усилители имеют малый коэффициент передачи. Увеличение коэффи циента передачи усилителей приводит к уменьшению полосы частот усилителей и, следовательно, быстродействия устройств .

Цель изобретения — повыше ние т очности устройства.

Схема содержит усилители 1 и 2, ключи 3-7, накопительные элементы, например, конденсаторы 8-10, шину 11 нулевого потенциала, входы 12-17 усилителя 2, выход 18 усилителя 2, входы 19 и 20 усилителя 1, вход .устройства 21, выход 22 усилителя 1, выход 23 устройства.

Работа устройства состоит из 3, этапов. Состояние ключей, соответствующие этапам, приведены в таблице.

Состояния ключей Наименование этапов

Замкнут Разомкнут

1-й — режим выборки

2-й — промежуточный

3-й — режим хранения

6,7,3,5

6,3,5

7,4

7,3,5

6,4

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее входной усилитель, инвертирукщий вход которого через первый ключ соединен с его выходом, первый накопительный элемент, например, конденсатор, одна обкладка которого соединена с инвертирукщим входом входного усилителя, другая обкладка первого конденсатора подключена к шине нулевого потенциала, выходной усилитель, вход которого соединен с неинвертирукнцим входом вХодного усилителя через второй ключ, вход устройства подсоединен к неинвертирукщему входу входного усилителя через третий ключ, первый вход выходного усилите-. ля соединен с одной из обкладок первого конденсатора, введены четвертый и пятый ключ и второй и третий накопительные элементы, например, конденсаторы, одни из обкладок которых соединены с шиной нулевого потенциала, .а другие обкладки — со .вторым и третьим входами выходного усилителя и через четвертый и пятый ключи с выходом входного усилителя.

На чертеже изображена функциональная схема предложенного устройства.

На первом этапе напряжение на кон денсаторе 8 равно

Кл (1) где U „ — напряжение входного сигнала (напряжение, присут5 ствующее на входе 19 усилителя 1);.

К - коэффициент передачи усилителя 1.

На втором этапе напряжение на конденсаторе 8,а также равное ему напряжение на конденсаторе 9 (() ) становится входными. Напряжение устанавлиС9 вающееся при этом на конденсаторе 10, составляет величину щ 8 " g Kq 2 сй1+К С8/

НК2

К („„„,+U j-К,Ик„1 ——

20 <+ К г (-К2

И (к,)(к„)

Се 2 л + (2 .(ÊK2 +Кд где К вЂ” коэффициент передачи усили25 теля 2.

Усилитель 2 содержит две пары дифференциальных входов 14 и 15 и

12 и 13. По каждому из входов коэффициент передачи равен (К ) по 12 и

ЗО 14 — (К ),по 15 и 13 — (-К2).

Так как Uce = Угу 1о 8 1 К, (+

I +К

На третьем этапе напряжения на конденсаторах 8 и 10 становятся входными. При этом напряжение на выходе 23 устройства становится равным

8 а С t-K,, 4+К <. К Ка Ис 3+k С

4 ц — — +u—

-К) 4 К

q КлКй С 4+Ку )л, КЩ С84+К2 КЛА2

45 4л К2 "+ "л с учетом (2) 3 22КлК2+КлК +4КлК +К +ЗК К +ЗК

50 hb > с8 4+Кл) К2. + Кл К )» (3) подставка (1) в (3) дает

Ц 0 2К К +КлК +4 К +К +ЪК K +3K К 4 (4) и 1 @ (<+K,)(<++K,Ê К ) отсюда определится величина ошибки, с которой ус тан авлив аетс я н а пряже ни е на выходе устройства по отношению ко входному.

4л-2К +КЪ 1 Ж ГЮ""

2 л (л+К„)(1 л

1+ KR

847376 г Х

Составитель A. Воронин

Редактор A. долинич ТехредМ.Рейвес Корректор A. Гриценко

Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5511/79

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при К 7 1 (всегда имеет место) л ((.1 ) B x q jc ) (5)

Из выражения (5 ) видно, что ошибка, связанная с коэффициентом передачи усилителя 1, умен ьшается по Ьравнению с известным в К раз. 5

Это дает возможность, используя усилители с малым коэффициентом передачи, строить прецизионные аналоговые запоминающие устройства. Например, при К = 25 погрешность предла- 10 гаемого устройства равняется 0,01% против 0,2% в известном. Для достижения той же погрешности в известном потребовались бы усилители с коэффициентом передачи не менее 100. Реа- 15 лизация усилителей с большими коэффициентами передачи требует значительных аппаратурных затрат.

Увеличение коэффициента передачи сильно сказывается на частотных

20 свойствах усилителей и является основным препятствием в создании высокоточных и одновременно быстродействующих аналоговых запоминакщих устройств. Предложенное устройство решает данное противоречние так как позволяет в высокоточных аналоговых запоминающих устройствах применять усилители с малыми коэффициентами передачи.

Технико-экономическая эффективность устройства заключается в повы ениии точности и быстродействия при использовании усилителей с з адынным коэффициентом передачи. 35

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее входной усилитель| инвертирующий вход которого через первый ключ соединен с его выходси, первый накопительный элемент, например, конденсатор, одна обкладка которого соединена с инвертирукв1иц входом входного усилителя, другая обкладка первого конденсатора подключена к шине нулевого потенциала, выходной усилитель, выход которого ,соединен с неинвертирующим входом вход. ного усилителя через второй ключ, вход устройства подсоединен к неинвертируницему входу входного усилителя через третий ключ, первый вход выходного усилителя соединен с одной из обкладок первого конденсатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства,в него введены четвертый и пятый ключи и второй и третий накопительные элементы, например, конденсаторы, одни чэ обкладок которых соединены с шиной нулевого потенциала, а другие обкладки - со вторым и третьим входами выходного усилителя и через четвертый и пятый ключи с выходом входного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

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

2. Авторское свидетельство СССР

Р 482815, кл. G 11 С 27/00, 1974 (прототип).