Аналоговое запоминающее устройство

 

О. С. Андреев, M.Г1. Корытный и Л.А. убицкйй

/ (.-, «

« (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АНАЛО ГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ YCTPOACTBO

Изобретение относится к вычисли- тельной.и контрольно-измерительной технике и предназначено для систем сбора и передачи данных, уЧтройств аналого-цифрового ввода — вывода в

3ВМ и аналого-цифровых преобразователей.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее входной и выходной усилители, три аналоговых ключа и накопительный элемент (1j.

Недостатком данного устройства является низкая точность, вызванная прохождением части импульса управления через паразитные емкости ключа

15 на накопительный элемент при переключении устройства из режима записи в режим хранения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ана20 логовое запоминающее устройство, которое содержит входной усилитель, вХод коч;срого через первый и второй ключи -соединен с входом и выходом уст.ройства, выходной усилитель, первый вход которого через третий ключ соединен с выходом устройства, и накопительный элемент, включенный между выходом входного и первым входом выходного усилителя (2).

Недостатком этого аналогового запоминающего устройства являются низкие быстродействие и точность. При переключении устройства из режима sanucu в режим хранения часть импульса управления, прикладываемого к третьему ключу, проходит по еГо паразитным емкостям на накопительный элемент и накладывается на полезный сигнал, что приводит к появлению погрешности переключения. В режиме хранения возникает также погрешность, с вызванная дозарядом накопительного элемента входным током выходного усилителя. В режиме записи выходное напряжение устройства близко к нулю, а выходное напряжение входного усилителя отслеживает напряжение на входе

I 868 4 ется ко входу усилителя 5, выходное напряжение которого Ug становится равным

u„,, = (u +(„), (1, где 1щ — напряжение смещения усили теля 5;

А, — коэффициент усиления усилителя 5.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый накопительный элемент, например первый конденсатор одна из обкладок которого соединена с выходом первого усилителя, вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, входы ключей соединены соответственно со входом и выходом устройства, другая обкладка первого конденсатора соединена с первым входом второго усилителя и с выходом третьего ключа, вход которого соединен с выходом. второго усилителя и с

35 выходом устройства, и шину нулевого потенциала, введены четвертый ключ и второй накопительный элемент, например второй конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала, другая обкладка второго конденсатора соединена со вторым входом второго усилителя и с выходом четвертого ключа, вход которого соединен с выходом первого усилителя. 45

На чертеже представлена функцио-. нальная схема предложенного устройства.

Оно содержит ключи 1-4, усилители

5 и 6, накопительные элементы, например. конденсаторы,7 и 8 и шину нулевого потенциала 9.

Устройство работает следующим образом.

С замкнутыми 1 3 и 4 и разомкну- 55 тым. 2 ключами .. устройство находится и режиме записи, Сигнал Ug„ co входа устройства через ключ 1 прикладыва(6) 3 88 устройства. При переключении устройства в режим хранения выходное напряжение входного усилителя изменяет полярность, а выходное напряжение устройства становится равным значению входного напряжения в момент переключения. Таким образом, при переключении устройства из режима записи в режим хранения и наоборот наблюдаются значительные перепады выходного напряжения входного и выходного

1 усилителей, с чем связано большое время установления усилителей, а следовательно, и низкое быстродействие.

Возникающие при этом значительные переходные процессы проникают по паразитным емкостям на накопительный элемент и приводят к дополнительным погрешностям устройства.

Выходное напряжение усилителя 5 чечерез ключ 4 прикладывается ко второ- му накопительному элементу 8, заряжая его до величины

"с8 = "вых (2)

Усилитель 6 в режиме записи замкнут через ключ 3 отрицательной обрат ной связью и на его первом входе напряжение равно выходному напряжению где А, 8 — соответственно коэффициент..усиления и напряжение смещения усилителя 6.

Напряжение Ucr на накопительном элементе 7 при этом равно разности выходных напряжений усилителей 5 и

6 и определяется из выражений (1)(з)

1+А1.Ав

Таким образом, при А,, близком к единице, напряжение на выходе уст" ройства незначительно отличается от входного, а напряжение на накопительном элементе.7 незначительно отличается от нуля. При замыкании ключа

2 и размыкании ключей 1, 3, 4 устройство переходит в режим хранения. При этом напряжения на накопительных элементах 7 и 8 становятся равными

Ц =(+Е., (А,-А„ -Ь,," Ц(5) и

U. (U... t. ),- Ли, °

1 где Us — напряжение на входе устройства в момент переключения .из режима записи в режим хранения;

AU> ЬЦ- напряжения ошибки, образовавшиеся в результате прохождения части сигнала управления и входного тока усилителя 6.

Выходное напряжение устройства в режиме хранения определяется из следующих выражений

Uebe =(Uocg од Uebqxot + Оос т )Ал;(7)

,+М„. Д, (8)

Из выражений (5)-(8) находим напряжение в режиме хранения

881868 6 ходного усилителя) позволяет значительно повысить помехоустойчивость устройства, максимально упростить схемы формирования импульсов управления ключами за счет исключения из их состава сложных устройств компенсации погрешностей проникания импульсов управления на накопительные элементы.

1О

2+ Л2

Вы хо Вх 1 + Л

ААА А л О +л

Из выражения (9) можно определить погрешности аналогового запоминающего устройства. Полагая А, = l, а

А Зl, находим

ВХО А2 .1 (10)

A oi = о1 (11)

2 (12) .Д .,=Е., 1/А,, A6u = A U1 д Và (l3) где ЬА, Ь Г„, д,2, Бди — соответственно погрешности, возникающие вслед- з ствие конечного значения коэффициента усиления усилителя 6, напряжения смещения усилителей 5 и 6 и прохождения импульса .управления на накопительные элементы 7 и 8, и наличия входного 2о тока усилителей 5 и 6.

Таким образом, введение новых элементов (дополнительного накопительного элемента и четвертого ключа) выгодно отличает предложенное устройст- 2s во от известного более высокой точностью и быстродействием. При этом напряжения погрешности прохождения импульса управления AU, и A U2 в отличие от известного вычитаются и при идентичных ключах 3 и 4 в значительной степени скомпенсированы. Напряжения погрешностей, вызванных напряжениями смещения усилителей 5 и 6, значительно ослабляются за счет наличия коэффициента усиления выходного усилителя 6. В предложенном устройстве устранены скачки напряжения на выходах усилителей при переходе устройства из одного режима работы в другой, 4О что исключает .перегрузки и нелинейный режим работы усилителей, последйим обеспечивается высокое быстродействие устройства. Подавление синфазных помех (проникание импульсов управления

45 ключами на накопительные элементы и разряд последних входными токами выAi Л2 I

+ — (. x! ° Л,.д 01 ltA2 (9) Ж-М1

1+A<.Ñ2 Я, Ai

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый накопительный элемент, например первый конденсатор, одна из обкладок которого сое. динена с выходом первого усилителя, вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, входы ключей соединены соответственно со входом и выходом устройства, другая обкладка первого конденсатора соели" иена с первым входом второго усилите" ля и с выходом третьего ключа, вход которого соединен с выходом второго усилителя и с выходом устройства, и шину нулевого потенциала, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены четвертый ключ и второй накопительный элемент, например второй конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала,. другая обкладка второго конденсатора соединена со вторым входом второго усилителя и с выходом четвертого ключа, вход которого соединен с выходом первого усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 482815, кл. G 11 С 27/00, 1975.

2. Патент США У 4066919> кл. G ll С 27/00, опублик. 1978 (прототип).

881868

Составитель А. Воронин

Редактор Л. Тюрина .Техред О.Легеза Коовектоо Л. Бокшан

Заказ 9986/80 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушскаянаб.> д. 4/5

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