Аналоговое запоминающее устройство

 

(73) Авар язабеетевия

А. А. Кузнецов (73) заявитель г (54) АНАЛОГОВОЕ ЗА.ПОМИНАЮШЕЕ УСТРОЙСТВО!

Изобретение относится к вычислительной и информационноизмерительней тек» яике и может быть использовано в систе мах автоматического ynpaanewa и контроля.

Известно аналоговое запоминающее уст и ройство (АЗУ) с отрицательной обратной связью, в котором в качестве запоминающего элемента используется накопительный конденсатор. Йостоинством АЗУ является высокие. точностные карактеристиЮ. ки (1).

Однако быстродействие устройства не достаточно высоко, Йаибонее близким по текнической суш° В tj иеатн к предлагаемому является аналоговое заиоминаюшее устройство, которое со держит вкодной дифференциальный усилитель, неинвертируюший вход которого соединен с входным выводом АЗУ, выкод входного дифференциального усилителя через ключ соединен с неинвертируюшим входом выходного дифференциального усилителя, который, в свою очередь, через конденсатор соединен с общей шиной, вход управления ключа соединен с выходом источника управляющего сигнала, выкод выходного дифференциального, усилителя соединен.с выходным выводом запомииающе4 го устройства и с инвертнрующими входами входного и выходного дифференциальных усилителей C2).

Функциональная скема..известного АЗУ содержит входной дифференциальный усилитель, ключ, источник управляющего сигнала, конденсатор, выходной дифференциальный усилитель.

Рабата етого устройства поясняется следующими напряжениями

Р < - ъкодное напряжение на АЗУ; (уй,,„- выходное напряжение на АЗУ;

- напряжение на выходе вкодev ного дифференциального усилителя;

- 0„ U - напряжение насыщения вкодного дифференциального усилителя.

Предположим, что в некоторый момент времени 0 первый ключ закрылся, после чего АЗУ работает в режиме хранения заряда накопленного на конденсаторе. Выходное напряжение АЗУ при этом будет равно значению О„ соответствующему значению входного напряжения в момент времени bg ° Для осуществления выборки очередного значения входного напряжения, соответствующего значению t:0 действу- 10 ющему на входе АЗУ в момент времени 1, с выхода источника управляюших сиг- налов на вход управления ключа подается импульс, открывающий его на некоторое время, необходимое для осуществления 15 выборки нового значения входного сигнала. К моменту времени 6< между входами усилителя действует сигнал (ВХ- еых O

20 в результате чего усилитель находится в насыщении, а выходное напряжение его отрицательно и равно значению 0 . Вследствие этого при открывании ключа конденсатор разряжается, уменьшая значение напряжения U > x, что приводит к возникновению между входами входного усилителя условия

"sx- вью >

30 необходимого для увеличения значения .

er o выходного напряжения. Следовательно, начиная с этого момента времени 1 (инерционностью цепей заряда и разряда конденсатора пренебрегаем} напряжение

00 возрастает с некоторой скоростью нарастания О определяемой частотными свойствами в одного усилителя и достигает значения входного напряжения АЗУ в момент времени

Таким образом, интервал времени, необходимый для осушествления выборки ноаого значения входного сигнала и определяющий в конечном счете быстродействие

АЗУ,может быть определен иэ выражения (и+ U

О

ОH

За это время входное напряжение АЗУ 50 может существенно изменяться, что выэы« вает значительную погрешность, определяемую скоростью изменения входного сигнала и значением интервала времени Д1, 55

Цель изобретения — повышение быстродействия аналогового запоминающего устройства.

3 4

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый дифференциальный усилитель, выход которого соединен через первый ключ с накопительным элементом, например с одной иэ обкладок конденсатоР„. ра, другая обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, второй дифференциальный усилитель, охваченный по инвертируюшему входу обратной связью, неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя подсоединен к одной из обкладок конденсатора, выход второго дифференциального усилителя соединен с выходом устройства, шину управления,соединенную с управляющим входом первоroключа,,введены второй ключ и пассив ные элементы, один из выводов первого из которых соединен с входом устройства, другой вывод первого пассивного элемента соединен с неинвертирующим входом первого дифференциального усилителя, выход второго дифференциального усилителя подключен к одному иэ выводов второго пассивного элемента, другой вывод которого соединен с инвертируюшим входом" второго ключа, выход которого соединен с неинвертирующим входом первого дифференциального усилителя, уйравляюший вход второго ключа соединен с шиной управления, На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг. 2временная диаграмма работы устройства.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) содержит дифференциальные усилители 1 и 2, ключи 3 и 4, пассивные элементы 5 и 6, накопительный элемент, например конденсатор 7, шину управления 8, и шину нулевого потенциала 9.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:

Llgx -, входное напряжение АЗУ; („,„- выходное напряжение АЗУ;

U0> - напряжение на выходе первого дифференциального усилителя.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что в некоторый момент времени 10 закончилась выборка значе-, ния входного сигнала, соответствующего этому моменту времени, и А ЗУ перешло в режим . хранения заряда, накопленного на конденсаторе 7. При работе АЗУ в режиме хранения ключ 3 закрыт, а дополнительный ключ 4.открыт, эа счет чего между входами дифференциального усилителя 1 поддерживается нулевая разность

МВ1 потенциалов и, следовательно, - выкодное напряжение Uo этого усилителя 1 рав но О.

Для осуществления выборки очередного значения входного напряжения, действующего на входе АЗУ, в момент времени ф с шины управления 8 на .входы управления. ключа 3 и ключа 4 подается импульс, открывающий ключ 3 и закрывающий ключ 4 на некоторое время, необходимое для 10 осуществления выборки нового значения входного сигнала. Вследствие того, что к моменту времени 4< напряжение на выходе усилителя 1 равно нулю, а напряжение на конденсаторе 7 псаожительно, при у открывании ключа 4. конденсатор 7 разряжается, уменьшая значение напряжения

О,ж что приводит к возникновению между входами усилителя 1 условия ло

"й -(йьр о необходимого для увеличения значения его выходного напряжения.

Следовательно, начиная. с момента времени (инерционностью цепей заряда и 2$ разряда конденсатора 7 пренебрегаем) напряжение Ооу возрастает с некоторой скоростью нарастания Оц определяемой частотными свойствами усилителя 1, и

В достигает значения входного напряжения 30

А-ЗУ в момент времени Ф .

При этом, значения напряжений Ug и

09® АЗУ в момент времени ty будут равны.

Таким. образом, интервал .времени, не- д обходимый для осуществления выборки нового значения входного сигнала и определя ь. ющий, в конечном счете, быстродействие

АЗУ, может быть определен. из выражения дЬ4 -К,я

vs% (2)

Мн

Сравнение выражений (2) и (1) во казывает, что интервал времени, необходимый для осуществления выборки очередно-4S го выходного напряжения в предлагаемом

АЗУ, меньше, чем в известном, а следовательно, предлагаемое устройство АЗУ

1 является быстродействующим по отношению к известным АЗУ такого типа. 50

13 Ь

Пассивные элементы 5 и 6 установле ны в предлагаемом АЗУ с целью исключения влияния входного напряжения АЗУ на

I выходной сигнал и выравнивания входных токов дифференциального усилителя 1.

Таким образом, введение в аналоговое запоминающее устройство двух пассивных элементов, ключа и укаэанных связей позволяет повысить его быстродействие.

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый дифференциальный усилитель, вых6д которого соединен через первый ключ с накопительным элементом, например с одной из обкладок конденсато . ра, другая обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, второй диф ференциальный усилитель, охваченный по инвертирующему, входу обратной связью, неинввртирующий вход второго дифференциального усилителя подключен к одной из обкладок конденсатора, выкод второго дифференциального усилителя соединен с выходом устройства, шину управления,сое диненную с управляющим входом первого ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй ключ

w пассивные элементы, один из выводов первого из которых соединен со вкодом устройства, другой вывод первого пассивного элемента соединен с неннвертирующнм вкодом первого дифференциального усилителя, выход второго дифференциального усилителя подключен к одному иэ выводов второго пассивного элемента, другой вывод которого соединен с инвертирующим входом первого дифференциального усилителя и входом второго ключа, выход которого соединен с неинвертируующим входом первого дифференциального усилителя, управляющий вход второго ключа соединен с шиной управления.

Источники информации, принятые во внимание при вкспертиэе

1. Авторское свидетельство СССР

М 562@67, «л. 5 11 С 27/00, 1977.

2. Зарубежная радиоэлектроника. 1978, М 10, с. 80-81.

98, Составитель Л. Амусьева

Редактор В. Еремеева Техред С.Мигунова Корректор B. Синицкая

Закаэ 7256/85 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений н открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4