Аналоговое запоминающее устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социаиистичесиик

Республик (i»886056 (61) Дополиительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 06. 02. 80 (21) 2879932/ 18-24 (5I)M. Кл. с присоединением.заявки М

1 (23) Вриоритет

G 11 С 27/00

1Ъвудврстваиы!! квинтет.СССР ае делам нзоврвтвннй н вткрытнй

Опубликовано 30.11.81. Бюллетень РЬ 44

Дата опубликования описания 01. 12. 81 (53) УДК681.327..66(088.8 ) (72) Авторы изобретения

О . С. Андреев и И. 11. Корыт

1 . . „ .. (»

4 <".; e3,," "° !. ar

/ ,1. . ;; !ЧФ,г;(g Д (7! ) Заявитель (54 ) .АНАЛООГОВОЕ ЗАПОИИНА!ОЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1 .г

Изобретение относится к вычисли тельной и контрольно-измерительной технике и предназначено для систем сбора и передачи данных устройств аналого-цифрового ввода/вывода в

ЭВИ, для анналого-цифровых преобразоS вателей.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее входной и выходной усилители, три аналоговых

10 .ключа и.накопительный элемент с1!.

Недостатком известного устройства является низкая точность, вызванная с 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 аналоговое запоминающее устройство, которое содержит входной усилитель, вход которого через первый и второй ключи соединен со входом и выходом устройства, выходной усилитель, первый вход которого через третий ключ соединен с выходом устройства, и накопительный элемент, включенный между выходом входного и первым входом выходного усилителей Е2>.

Недостатками указанного устройства являются низкие точность и быст родействие..

При переключении устройства из режима записи в режим хранения, часть импульса управления третьим ключем проходит по паразитным емкостям на накопительный элемент и накладывается на полезный сигнал, что приводит к появлению погрешности переключения.

Кроме того,в режиме хранения входной ток выходного усилителя дозаряжает накопительный элемент, что приводит к появлению погрешности в режиме хранения.

Следует также отметить, что в режиме записи выходное напряжение устоойства близко к нулю, а выходное напряжение входного усилителя отслеживает напряжение на входе 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 из режима записи в режим хранения н наоборот наблюдаются зна- е0 чительные перепады выходного напряжения входного и выходного усилителей, с чем связано большое время установления усилителей, а следовательно, и низкое быстродействие. Возникающие при этом значительные переходные процессы проникают по паразитным емкос; тям на накопительный элемент и приводят к дополнительным погрешностям устройства.

Цель изобретения — повьппение точ-. ности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый усилитель, выход которого соединен с основным накопительным элементом, например с одной обкладкой конденсатора, второй усилитель,первый вход которого соединен с другой обкладкой основного конденса30 тора и входом первого ключа, выход ко. торого соединен с выходом устройства, с выходом второго усилителя и со входом второго ключа, выход второго ключа соединен со входом первого усилителя и с выходом третьего ключа, вход которого подключен ко входу устройства, и шину нулевого потенциала, введены третйй усилитель, четвертый ключ и дополнительный накопительный элемент, I 40 например конденсатор, одна из обкладок которого подключена к шине нулеЙого потенциала, а другая обкладка— ко второму входу второго усилителя и к выходу четвертого ключа, вход которого подключен к выходу третьего усилителя, вход третьего усилителя соединен со входом устройства.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. 50 . "Устройство содержит ключи 1"4,уси- лители 5-7,накопительные элементы,например конденсаторы 8 и 9, и шину 10 нулевого потенциала.

Устройство работает следующим об-. разом.

В ребе записи ключ 3 замкнут, ключ 2 разомкнут ., ключи 1 и .4 замк55

886056 ,нуты. Сигнал 061е со входа устройства передается через ключ 3 на усилитель

5, выходное напряжение которого 00ьее становится равным ех„

ОЬ„=08„Д„+ 3,„4„, () где Ае — коэффициент усиления усилителя 5;

30 — напряжение смещения входно-. го усилителя 5.

Выходное напряжение усилителя 7 проходит через ключ 4 на второй вход усилителя 6 и дополнительный накопительный элемент 9, заряжая его до величины

1)с0= А +8 -А,, ц) где А и 80 — коэффициент усилителя и напряжение смещения усилителя 7 соответственно.

Усилитель 6 в режиме записи замкнут через ключ 1 отрицательной обрат-„ ной связью и на его первом входе напряжение равно выходному напряжению

АЭ

" = >4» — A ® где Я g и 0Э - соответственно коэффициент усиления и напряжение смещения усилителя 6.

Напряжение 0 с8 на накопительном элементе 8 при этом равно разности выходных напряжений усилителей 5 и 6

A,4 A .>) .u (p- — ) е д- - =С8 Вх 1 q+ АЭ Ол 1 01 1+АЗ (4)

Д

ОЭ 1+АЭ

Таким образом, при А„и Д близких к единице, напряжение на выходе устройства незначительно отличается от входного, а напряжение на накопи,тельном элементе 8 незначительно отличается от нуля.

При замыкании ключа 2 и размакания остальных ключей 1,3 и 4 устройство переходит в режим хранения. При этом напряжения на накопительных элементах 8 и 9 становятся равными

Ag АЭ

"се "еде д1 1+д, )+eo„ u - îe „,д,Э

--е — (к)

ОЭ 19АЭ

UC.8 Us A + о А + " (6) гдй 0811 — напряжение на входе устройства в момент переключения из режима записи в режим хранения;

886056 (л0) (a1) Формула изобретения

И

5Ф

5f и и 0 — напряжения ошибки образовавшиеся в рЕзультате прохождения части сигнала уп.равления и входного тока усилителя 6.

Выходное напряжение устройства в. режиме хранения определяется следующим выражением Ьы,„="ЬцХ 4,+ 0, А Л)

Из (5), (6) и (7 ) находим выходное напряжение на выходе устройства в режиме хранения

A„«A>+A,- А А

У вЂ” -,., «( +А +д д

Я

Og )+A„Ag 1«А оЪ «д„. д „ +А

А .

1 . 1+4„А (В)

Из выражения (8) можно определить погрешности аналогового запоминаю" щего устройства. ьА=U . —; (9) л

Sx0 Аg.

3 ,660„"-0;

=Р

ОЭ >З 4

Ъ

Ильи„-аи<, (ль) гдето А, Ь В0л, й80, и 0 — соотв етственпо погрешности, возникающие вследствие конечного значения коэффициента усиления усилителя 6, вследствие наличия напряжения смещения усилителей 5 6 и 7 и вследствие прохождения импульса управления на накопительных элементах 8 и 9 и наличия входного тока усилителей 5-7.

Таким образом, введение новых элементов, а именно третьего усилителя, дополнительного накопительного элемента и четвертого ключа выгодно отличает предлагаемое устройство от известного более высоким быстродейст" вием и точностью. При этом напряжения погрешности прохождения импульса уп.равлениялЦ„иpUtL в отличие от известного вычитаются и при идентичных ключах 1 и 4 будут в значительной степени компенсированы. Напряжение погрешностей, вызванных напряжениями смещения усилителей 5 и 6, делятся на коэффищлент усиления усилителя 6.

Поскольку усилитель 7 постоянно подсоединен ко входу устройства, то на его входе не возникают перегрузки при переключении режимов устройства. Таким образом, третий усилитель может быть выполнен прецизионным, на5 пример, может быть использован усилитель с преобразованием сигнала и черезвычайно малым напряжением смещения (микровольты) без уменьшения быстродействия устройства. В предлагаемом устройстве устранены скачки напряжения на выходах усилителей при переходе устройства из одного режима работы в другой, что исключа-. ет перегрузки и нелинейный режим ра-!

5 боты усилителей, последним обеспечивается высокое быстродействие схемы.

Подавление синфазных помех, (проникание импульсов управления ключами на накопительные элементы,и разряд пос55 ледних входными токами выходного усилителя) позволяет значительно повысить помехоустойчивость устройства, а следовательно, и его точность, максимально упростить схемы формирова55 ния импульсов управления ключами за счет исключения из их состава сложных устройств компенсации погрешностей проникания импульсов управления на накопительные элементы.

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый усилитель, выход которого соединен с основным накопительным элементом, например с одной обкладкой конденсатора, второй усилитель, первый вход которого соединен с другой обкладкой основного конденсатора и входом первого ключа, выход которого соединен с выходом устройства, с выходом второго усилителя и со входом второго ключа, вы-. ход второго ключа соединен со входом. первого усилителя и с выходом третье-. го ключа, вход которого подключен ко входу 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, в него введены третий усилитель, четвертый ключ и дополнительный накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого подключена к шине нулевого потенциала, а другая обкладка— ко второму входу второго усилителя и к выходу четвертого ключа, вход которого подключен к выходу третьего

886056 усилителя, вход третьего усилителя соединен со входом устройства.

Источники информации, пранягые во внимание при экспертизе

I. Лвторское свидетельство СССР

В 482815, кл. G II С 27/00,1974.

2; Патент США Р 4066919, кл..G 11 С 27/00, 1977 (прототип).

Составитель А. Воронин

Редактор Ю. Ковач Texpeg M. Наль Корректор У. Пономаренко

Заказ 10566/80 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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