Аналоговое запоминающее устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Соцмалмстмческмк

Реслублмк («)905861 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 190680 (21) 2943518/18-24 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет —, Опубликовано 150282. Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 150282

{51) М. Кп.

G 11 С 27/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

)$3j УДК 681. 327. 66 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.O. Гофенберг и В.A. Горбачев

Г

) Опытное производственно-техническое предприятие Уралчерметавтоматика (71) Заявитель (54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к устройст вам автоматики и вычислительной техники, а именно к аналоговым запоминающим устройствам статического типа, и может быть использовано для запоминания аналогового сигнала в системах управления и информационных устройствах.

Одной из основных характеристик устройств для запоминания аналоговых сигналов является точность в режиме хранения записанного сигнала, которая определяется скоростью изменения выходного напряжения.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее входной операционный усилитель, выход которого подключен через нагрузочный элемент к шине нулевого потенциала, а через первый ключ к инвертирующему входу данного усилителя, накопительный элемент, например, конденсатор, одна обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, выходной операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, ключи и шину входного сигнала. При этом шина входного сигнала через второй ключ соединена с ьнвертирующим входом входного операционного усилителя и неинвертирующим входом выходного операционного усилителя, выход которого через третий ключ подключен к другой обкладке конденсатора и неинвертирующему входу входного операционного усилителя, выход которого соединен с инвертирующим входом выходного операционного усилителя (1).

Недостатком известного устройства является низкая точность в режиме хранения записанного сигнала, обусловленная разрядом запоминающего конденсатора вследствие токов утечки коммутирующего ключа.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является аналоговое запоминающее устройство, содержащее узел сравнения, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом интегратора, выход которого является выходом устройства, а выход узла сравнения через усилитель соединен с входом ключа. При этом выход ключа подсоединен к входу интегратора, который включает в себя операционный усилитель и конденсатор, введенный в обратную связь. В режи30 ме хранения записанного сигнала

905861 ключ разомкнут и напряжение на выхо де интегратора равно напряжению н момент размыкания ключа (2).

Основным недостатком известного устройства является его недостаточная точность в режиме хранения сигнала, что связано с изменением выходного напряжения, вызываемого разрядом конденсатора, вследствие наличия токов утечки ключа.

Цель изобретения — повышение !о точности устройства в режиме хранения сигнала путем снижения скорости изменения выходного напряжения тока при устранении влияния то,ков утечки. !5

Поставленная цель достигается тем, что н аналоговое запоминающее устройстно, содержащее интегратор, выход которого соединен с выходом устройства и с первым входом блока сравнения, усилитель, вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый ключ, вход которого подключен к выходу .усилителя, второй вход блока сравнения соединен с входом устройства, и шину нулевого по тенциала, введены нелинейный эле- мент и второй ключ, вход которого соединен с выходом первого ключа и с входом нелинейного элемента, выход второго ключа соединен с шиной нулевого потенциала, выход нелинейного элемента соединен с входом интегратора.

На чертеже показана функциональная схема предложенного устройства.

Оно содержит блок сравнения 1, усилитель 2, ключи 3 и 4, нелинейный элемент 5, интегратор 6 и шину нулевого потенциала 7.

Блок сравнения 1 может быть ны- 40 полнен в виде двух резисторов, включенных на входе усилителя 2, и ка- честве которого можно использовать операционный усилитель любого типа.

Ключи 3 и 4 могут быть выполнены, например, на полевых или биполярных транзисторах. Нелинейный элемент 5 включает в себя встречно-параллельно соединенные диоды. Интегратор 6 (как и в известном) может состоять из one. M рационного усилителя и конденсатора, включенного в обратную связь, при этом в качестве операционного усилителя можно испольэовать. усилители типа к544 УД1 или KI40 УД8.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал подается на один из входов блока сравнения 1 и сравнивается с сигналом обратной снязи, поступающим на другой вход с выхода интегратора 6. .Сигнал рассогласования через усилитель 2 подается на вход ключа 4. В зависимости от режима работы устройства на вход интегратора б через нелинейный элемент 5 6 подается сигнал либо с выхода ключа 3 (режим записи сигнала), либо через ключ 4 с шины нулевого потенциала 7 (режим хранения записанного сигнала) .

В режиме записи сигнала ключ 3 замкнут, ключ 4 разомкнут, сигнал с выхода ключа 3 через нелинейный элемент 5 поступает на вход интегратора 6. При этом сигнал на выходе устройства становится равным входному сигналу за счет отрицательной обратной снязи с выхода интегратора 6 на ,вход блока сравнения 1. В режиме записи сигнала падение напряжения на диодах нелинейного элемента 5 не сказывается на величине ныходног напряжения за счет ныполнения усилителя 2 с большим коэффициентом усиления.

В режиме хранения записанного сигнала ключ 3 разомкнут, ключ 4 замкнут, а нход нелинейного элемента 5 через ключ 4 соединен с шиной нулевого потенциала 7. Таким образом, токи утечки ключа 3 отводятся ключом 4 на шину нулевого потенциала 7 и не сказываются на напряжении нелинейного элемента 5. Напряжение нелинейного элемента 5 равно напряжению смещения на входе интегратора 6 и балансировкой его операционного усилителя может быть уменьшено до величины порядка единиц микровольт. Выходное напряжение запоминается равным напряжению в момент размыкания ключа 3. Ток разряда конденсатора обратной связи интегратора 6 определяется током, протекающим через нелинейный элемент 5, и следовательно, не зависит от токов утечки ключей

3 и 4 и описывается выражением

Uce

3> 3,(e — - !), где 3 — тепловой ток диода нелинейного элемента 5;

U „ - напряжение смещения на входе интегратора 6;

k — число последовательно включенных диодов; т — температурный потенциал диодов.

Как следует из приведенного выражения, с уменьшением напряжения смещения на входе интегратора б снижается ток разряда его конденсатора, вследствие чего уменьшается скорость изменения выходного напряжения.

При конкретной реализации макета по предложенному техническому решению использовались кремниевые диоды

Д 223Б, операционные усилители

К140 УД8 и ключи иа полевых транзисторах К284К41. Для такой схемы с па60 РаметРами U = 10" В, 3 = 10 А, Уг 2,5 ° 10 B расчетная величина тока, протекающего через диоды, была

4 ° lo-ю Л1 что соответствует разряду запоминающего конденсатора емкостью

5 1 мкФ на 24 мВ за 10 мин.

905861

Формула изобретения

Составитель А. Воронин

Техред N. Tenep Корректор A. Гриценко

Редактор К. Волощук

Заказ 375/67

Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, существенные отличия новой совокупности признаков, заключающиеся в наличии нелинейного элемента и второго ключа и новых связей, позволяют по сравнению с прототипом уменьшить более чем на порядок ток разряда конденсатора интегратора.

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее интегратор, выход ко"торого соединен с выходом устройства и с первым входом блока сравнения, 5 усилитель, вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый ключ, вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход блока сравнения соединен с входом устройства, и шину нулевого потенциала, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьааения точности устройства, в не-, го введены нелинейный элемент и второй ключ, вход которого соединен с выходом первого ключа и с входом нелинейного элемента, выход второго ключа соединен с шиной нулевого потенциала, .выход нелинейного элемента соединен с входом интегратора.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 546939, кл. G 11 С 27/00, 1977.

2. Тетельбаум И.М. и др. 400 схем для АВМ, М., Энергия, 1978, с. 126 (прототип).