Аналоговое запоминающее устройство

 

А. М. Аминев, Ю. И. Ковалев, А. Л. Тимофеевн С. Э. Буткач 1., j

Уфимский авиационный институт им. Орджоййк1тдзе (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в различных аналого-цифровых измерительных системах для исследования параметров быстропротекающих процессов.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее два накопительных элемента, .блоки записи в

I подзаряда, ключи, блок управления

10 и согласующий усилитель 1 .

Недостатком известного устройства является ограниченная область . применения — оно используется только в одноканальной аппаратуре.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является аналоговое запоминающее устройство, которое содержит ячейки памяти, каждая из которых содержит элемент заряда, элемент считывания и накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которых подключена .к шине нулевого потенциала, другая — к элементу заряда и к входу элемента считывания, управляющий генератор, вход которого является вхо дом устройства, выходы управляющего генератора подключены к элементам заряда соответствующих ячеек памяти, тактовый генератор, выход которого подключен к входу регистра сдвига, выходы которого подключенъ1 к входвм соответствующих элементов считывания, выходной сглаживающий Элемент, выход которого является выходом устройства,генератор фонового тока переключатель тока, один из входов которого подключен к выходу генератора фонового тока, другие — к выходам тактового генератора и выходной нако...; пительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого подключена :к шине нулевого потеициала, а другая — к выходу переключателя тока и к входу выходного согласунще-; го элемента. В многоканальном аналоговом запоминающем устройстве величина

873278

10

55 емкости накопительных элементов — конденсаторов определяется в зависимости от величины интеграла тока по времени существования входного моноимпульса 3; (t). Так при обработке моноимпульсов с амплитудами порядка

MA с длительностями около

50 нс, расчетная величина емкости на". копительных элементов — конденсаторов составляет 51 пФ. При дальнейшем уменьшении амплитуд и длительностей входных моноимпульсов эта величина должна быть еще более уменьшена. Однако в известном устрбйстве подобное уменьшение ограничено, поскольку суммарная паразитная нелинейная емкость коллекторов транзисторовэлементов считывания, подключенных к выходному накопительному конденсатору, при большом числе каналов обработки, оказыватеся сравнимой с величиной емкости выходного накопительного элемента-конденсатора. В известном устройстве в результате последовательного опроса накопительных элементов зафиксированная в них инфорМация поступает в выходной накопительный элемент — конденсатор в виде совокупности и зарядов. А считывается с него с помощью выходного согласующего устройства, в виде последовательнсоти из fl скачков напряжения, т.е. амплитудного распределения одновременно возникающих моноимпудьсных сигналов. Таким образом, на данном этапе обработки моноимпульсов происходит преобразование зарядов в напряжение. Причем размерным коэффициентом преобразования здесь является величина, складывающаяся из емкости выходного накопительного элемента-конденсатора и соизмеримой с ней нелинейной суммарной паразитной емкостй параллельно подключенных коллекторных переходов транзисторов - элементов считывания f2(Однако нелинейность результирую." щей емкости приводит к снижению точности операции вывода информационных сигналов, и как следствие, к существенному ограничению количества используемых каналов обработки моноимпульсных сигналов.

Цель изобретения — повышение точности аналогового запоминающего устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее,устройство, содержащее накопитель, первые входы ячеек памяти которого сое; дииены со входами устройства, вт орые и третьи входы ячеек- памяти накопителя подключены к соответствующим вы", ходам генератора управляющих импульсов, регистр сдвига, выходы которого соединены с четвертыми входами ячеек памяти накопителя, выход которого подключен к первому накопитель". ному элементу, например к одной из обкладок конденсатора и к первому выходу переключателя тока, генератор тактовых сигналов, выходы которого соединены с первым и вторым входами переключателя тока, вход регистра сдвига подключен к одному иэ выходов генератора тактовых сигналов, другая обкладка первого конденсатора соединена со вторым выходом лереключателя тока и с шиной нулевого потенциала, генератор фонового тока, выход которого подключен к третьему входу переключателя тока, элемент согласования, выход которого соединен с выходом устройства и шину питания, введен второй накопительный элемент, например конденсатор, элемент считывания и преобразователь уровня тактовых сигналов, вход которого соединен с одним из Рыходов генератора тактовых сигналов, выход преобразователя уровня тактовых сигналов подключен к первому входу элемен- . та считывания, второй вход которого подключен к первому выходу переключателя тока, а выход соединен со входом элемента согласования и с одной обкладкой второго конденсатора, другая обкладка которого соединена с шиной питания.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства.

Устройство содержит генератор управляющих импульсов 1, регистр 2, сдвига, генератор 3 тактовых сигналов, накопитель 4, ячейки памяти 5 накопителя 4, накопительные элементы, например конденсаторы 6 ячеек памяти 5 (на чертеже показан конденсатор одной ячейки памяти), элементы7 и 8 заряда, элементы считывания 9 (показаны только одной .ячейки памятн),генератор 10 фонового тока, накопительные элементы, например конденсаторы 11 и 12, элемент считывания 13, преобразователь 14 уровня тактовых сиг5 873278 6 налов, переключатель 15 тока, эле- ня 14, который смещает уровень управмент согласования 16, шина питания

1т ляюших импульсов на величину, необ7, шина 18 нулевого потенциала

1 ходимую для обеспечения активного шина синхронизации 19. режима работы транзистора элемента

Работа устройства состоит в сле5 считывания 13. Счи читывание информа- ции с линеаризирующего накопительного элемента 12 производится с поэлемента заряда первой ячейки памя- мощью элемента согласования 16 в ти 5 закрыт, а транзисто элеменсования в вир элемен- де последовательности из и скачков та заряда 8 отк ыты. П и п р . р оступле- 10 напряжения, т.е. амплитудного распрении на вход генератора 1 сигнала син- деления и одновременно возникающих хронизации управляющий генератор I моноимпульсных сигналов. Поддержавырабатывает парафазные сигналы

1 ние готовности к работе накопительного элемента )1 и накопительного тор элемента заряда 8 а гой о— д ю дру ой от )5 элемента 12 осуществляется непрерывкрывает транзистор элемента заряда ным прохождением через них фонового

7. С задержкой, равной в емени пе е- заряда, который подается в накопительключения генератора 1, на входы яче- ныи элемент ll с помощью переключате- . ля тока 12 от генератора 10 фоновоют и анализируемых мокоимп льсных импульсных го тока, а затем переносится элесигналов. Накопительный элемент- ментом считывания 13 в линеа и конденсатор 6 ячейки памяти 5 заря- щий накопительный элемент 15. Сумжается за в емя р, в течение которо- марная емкость, складывающаяся из

ro транзисто элемента емкости накопительного элемента 11 находится в открытом состоянии, рав- 25 и параллельно подключенных к нем ное или несколько и евос

У паразитных нелинейных емкостей длительность входного имп льса Э д ульса Э (й). коллекторных переходов транзисторовВ течение некото ого в емени р ремени заряд элементов считывания 9 имеет нелинейхранится на накопительном элементе- ный характер, проявляющийся в эависиконденсато е 6 и сох ан р р няет свое зна- 30 мости величины емкости от находящегося в ней заряда. Отсюда следует, токами утечки запе тых т анзист— что напряжение на этой емкости является нелинейной функцией от заряда. .-ния запе т в течение в е р ие времени накоп-. Однако элемент считывания 13 счнтываления и хранения . Режим считывания 35 ет с накопительного элемента l l з р д, а не напряжение и переносит его в элемент 12, в котором теперь уже про» б зы транзисто исходит преобразование ;заряда в итывания, при ров элементов 9 считывания п и- напряжение. Накопительный элемент 12 чем частота переключения элементов 40 отличается от накопительного элесчитывания (от канала к каналу) one мента 11 высокой линейностью, поскольределяется частотой тактового гене- ку к нему подключен лишь один кпллекторный переход транзистора — элетывания 9 осуществляется последова-.. мента считывания 13, величиной емтельный перенос накопленных на нако» кости которого из-за ж ФИ пительных элементах-конденсаторах 6. пренебречь по сравнению с емкозарядов на конденсатор 11, и таким стью накопительного элемента 12, Ввеобразом, производится развертка во дение еще одного переноса зарядов времени на накопительном элементе- позволяет получить существенный выигконденсаторе Il совокупности информа-1 рыш в точности обработки при бо ь50 л— ционных зарядов (с периодом, равным шом числе каналов, так как устраняпериоду тактового генератора). Далее ет искажающее влияние нелииейносвся последовательность зарядов пере- ти результирующей емкости накопительносится с помощью дополнительного ного элемента ll на обрабатываемые элемента считывания 13 в накопитель- сигналы и не вносит практически доный элемент-конденсатор 12. Управле- полнительных потерь информации при

55 ние элементом считывания 13 осуществ.". переносе, поскольку при данном исполляется от генератора тактовых сигна- ненни устройства, погрешность при одном, лов 3 с помощью преобразователя уров- переносе составляет величину менее 1Х.

8?3278

Устранение влияния нелинейности результирующей емкости накопительного элемента !1 на операцию преобразо» вания заряда в напряжение позволяет существенно расширить число каналов многоканального аналогового запоминающего устройства.

Таким образом, введение дополнительного элемента считывания и дополинтельного накопительного элемента 10 обеспечивает повышение линейности операции вывода информационного сигнала и,тем самым, позволяет повысить точность работы всего устройства,что в конечном счете приводит к возможности обрабатывать еще более короткие моноимпульсные сигналы и с меньшими амтцтитудами.

20 формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопитель, первые входы ячеек памяти которого сое1 .динены со,входами устройства, вторые и третьи входы ячеек памяти накопителя подключены к соответствующим вьг . ходам генератора управляющих импульсов, регистр сдвига, выходы которого соединены с четвертыми входами ячеек памяти накопителя, выход которого подключен к первому накопительному элементу, например к одной из обкладок конденсатора и к первому выходу переключателя тока, генера- 3s тор тактовых сигналов, выходы которого соединены.с первым и вторым входами переключателя тока, вход регистра сдвига подключен к одному из выходов генератора тактовых сигналов, другая обкладка первого конденсатора соединена со вторым выходом переключателя тока и с шиной нулевого потенциала, генератор фонового тока, выход которого подключен к третьему входу переключателя тока, элемент согласования, выход которого соединен с выходом устройства и шину питания, о т л н ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введен второй накопительный элемент, например конденсатор, элемент считывания и преобразователь уровня тактовых сигналов, вход которого соединен с одним из выходов генератора тактовых сигналов, выход преобразователя уровня тактовых сигналов подключен к первому входу элемента считывания, второй вход которого подключен к первому выходу переключателя тока, а выход соединен со входом элемента согласования и с одной обкладкой второго конденсатора, другая обкладка которо" го соединена с шиной питания

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 562867, кл. G ll С 27/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2699727/18-24, кл. G 11 С 27/00, 1978 (прототип) .

873278

Составитель А. Воронин

Техред А.Савка Корректор У. Пономаренко

Редактор Л. Тюрина

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, уд. Проектная, 4

Ю

Заказ 9055/77 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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