Устройство выборки и хранения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (н)921087 (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) ЗаЯвлено 8. 08. 80 (2l ) 2975150/ 8-21 (51)М. Кл. с присоединением заявки 1ттН 03 К 17/60

1!мудеретвеан!! кемитет

СССР ве делам изебретеннй и еткрнтнй (23)Прнорнтет(53) УДК621,382 (088.8) Опубликовано 15.04, 82, Бюллетень Р!х 14

Дата опубликования описания 16.04 .82

А. М. Ильянок и В; Е. Ям

l . -r ?

Белорусский ордена Трудового Кр с,ного. Знамени государственный университет им. ф,.*,И. Ленина и Специальное конструкторско-те нологическое бюро с опытным производством при Бел руссфсем:ордена университете им. В. И. Ленина (72) Авторы изобретения

I (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ВЫБОРКИ И ХРАНЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности в устройствах преобразования информации.

Известно устройство выборки и хранения содержащее коммутируемый дифференциальный каскад, блоковые . переключатели, генераторы тока и истоковый. повторитель «1!.

Однако известное устройство не отличается высокой точностью и достаточно высоким быстродействием.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство выборки и хранения, содержащее дифференциальный усилитель, база первого транзистора которого соединена с шино источ>— ника входного напряжения,оаза второго транзистора соединена с выходнойшиной, а эмиттеры через коллекторно-эмиттерный переход первого транзистора токового переключателя — с первым выводом первого источника тока, второй вывод которого подключен к отрицательной шине питания, базы транзисторов токового переключателя подключены к шинам ист чниS ка управляющего напряжения колФ лектор первого,транэистсра дифференциального усилителя соединен с эмиттером вспомогательного транзистора, база которого соединена с анодом первого диода, катод которорого подключен к коллектору второго транзистора функционального усилителя, затвор полевого транзистора чнрез накопительный конденсатор соединен с земляной шиной, сток- с положительной шиной питания, и второй, источник тока, одним выводом подключенный к отрицательной

r шине питания 12).

Однако известное устройство не отличается высокой точностью и быстродействием.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности.

921087

Для достижения этой цели в устройство выборки и хранения, содержащее дифференциальный усилитель, база первого транзистора которого соединена с шиной источника вход- 5 ного напряжения, база второго транзистора соединена с выходной ши-. ной, а эмиттеры через коллекторно-эмиттерный переход первого тран" зистора токового переключателя — с первым выводом первого источника тока, второй вывод которого подключен к отрицательной шине питания; базы транзисторов токового переключателя подключены к шинам источника управляющего напряжения, коллектор первого транзистора дифференциального усилителя соединен с эмиттером вспомогательного транзистора, база которого соединена с уд анодом первого диода, катод которого подключен к коллектору второго транзистора дифференциального усилителя, затвор полевого транзистора через .накопительный конденсатор 25 соединен с земляной Шиной, сток— с положительной шиной питания, и второй источник тока, одним выводом подключенный к .отрицательной шине питания, введены два тран- 3О зисторных отражателя тока, два эмиттерных повторителя на транзисторах разного типа проводимости делитель тока на двух трайзисторах, два дополнительных транзистора разного типа проводимости, транслятор уровня в виде стабилитрона и диод, причем эмиттеры транзисторов делителя тока соединены с коллектором второго транзистора переключателя тока, базы — с выходной шиной, вторым выводом второго источника и через стабилитрон — с истоком полевого транзистора, коллектор первого транзистора делителя тока подключен к входной шине первого отражателя тока, псдключенно. го к положительной шине питания, выходная шина первого отражателя тока соединена с базой р-и",р тран50 зистора первого эмиттерного повторителя,коллектором второго транзистора

f дифференциального усилителя и эмиттером дополнительного транзистора р-и -р типа, коллектор которого соеди55 нен с отрицательной шиной питания, а база — с истоком полевого тран зистора и базой дополнительного транзистора и-р-и типа, коллектор которого соединен с положительной шиной питания, а эмиттер — с базой и "р-п транзистора второго эмиттерного повторителя, анодом дополнительного диода, катод которого соединен с анодом первого диода, и выходной шиной второго отражателя тока, подключенного к положительной шине питания, входная шина второго отражателя тока подключена к кол" лектору вспомогательного транзистора коллектор п -р-и транзистора второго эмиттерного повторителя соединен с положительной шиной питания, а эмиттер " с затвором полевоГо транзистора и эмиттером р-и "р.транзистора первого .эмиттерного повторителя.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предла-. гаемого устройства.

Устройство содержит источник ) входного напряжения, дифференциальный усилитель 2 на транзисторах 3 и

4, токовый переключатель 5 на транзисторах 6 и 7, эмиттерами соединенными с первым источником 8 тока, базами подключенных к шинам источника 9 управляющего напряжения, накопительный конденсатор 10, истоковый повторитель ll на полевом транзисторе, транслятор уровня на стабилитроне 12, выходную шину 13, второй источник 14 тока, делитель 15 тока на транзисторах 16 и 17, первый отражатель 18 тока на транзисторах,,два эмиттерных повторителя 19 на транзисторах 20 и 21, диоды 22 и 23, вспомогательный транзистор 24, второй отражатель 25 тока на транзисторах и два дополнительных транзистора 26 и 27.

В режиме выборки со схемы управления (источник 9) поступает сиг; нал на управляющие входы токового переключателя 5, открывающий транзистор 6. Последний подключает эмиттеры транзисторов 3 и 4 дифференциального усилителя 2, к источнику 8 тока. На базу транзистора 3 от источника 1 входного напряжения поступает сигнал, который усиливается дифференциальным усилителем 2

Ф совместно с отражателем 25 тока и через эмиттерные повторители 19 заряжает накопительный конденсатор 10.

Отрицательная;обратная связь по входному сигналу образуется про—

7 4. ние на базе транзистора 21 ниже нап ряжения на эмнттере, а транзистора

20 — выше, эмиттерные повторители 19 закрываются. На накопительном конденсаторе 10 остается .напряжение, равное входному в этот момент переключения.

Таким образом, за счет выравнивания напряжения на коллекторах трамзистора дифференциального усилите-, ля 2.посредством транзистора 24 и диода 22 уменьшаются ошибки:. смещения, вызванные эффектом модуляции ширины, базового перехода н разницей рассеиваемой мощности на входных тран- зисторах 3 и 4. Применение в качестве динамической нагрузки дифференциального усилителя 2, отражателя 25 тока увеличивает коэффициент петлевого усиления в однокаскадном ОУ в два раза. Заряд накопительного конденсатора 10 источником напряжения- эмиттерньми повторителями 19 увеличивает площадь усиления (мощность ОУ), а следовательно, увеличивает быстродействие и точность в режиме выборки. При переходе из выборки в хранение перепады напряжений на базе-эмиттер транзисторов 20 и 2l фиксируется транзисторами 26 и 27 на уровне m0,7 В, что позволяет увеличить скорость перезаряда параэитных емкостей - уме . ньшается апертурное время.

В режиме хранения вход устройства отделен от накопительной емкости закрытыми транзисторами 3,4, 20 и, 21,что уменьшает прохождение входного сигнала на выход устройства. более

80 дБ. Это обстоятельство позволяет регистрировать сигнал в широком динамическом диапазоне (входной сиг-. нал логарифмироваиЗ.Кроме того, применяя транзисторы 20 и 21 с одинаковыми обратными токами, можно компенсировать токи утечки с накопительного конденсатора 10.

Выходное сопротивление устроА-. ства в режиме хранения возрастает и определяется выходным сопротивле-.. нием истокового повторителя, так как разрывается ООС. Переходные процессы, вызванные отключаемым током

° базы транзистора 4, компенсируются токами баз транзисторов 16 и 17, что уменьшает амплитуду и время переходного процесса как из perwма хранения — выборка так и выборкахранвние.

5 92108 хождением сигнала с накопительного конденсатора 10 через истоковый пов- . торитель 11 и транслятор уровня на

/ стабилитроне 12 на выходную шину

13 и базу транзистора 4, ток источ- S ника 14, протекая по истоковому повторителю ll 1 дает начальное смещение напряжения затвор -исток, равное нулю. Падение напряжения на трансляторе уровня — стабилитроне

12 .определяет рабочее напряжение на коллекторе транзистора 4.

Диоды 22 и 23 смещения включен1 ные в цепь динамйческой нагрузки, создают начальное рабочее смещение транзисторов 20 и 21.

Напряжение в общей точке диодов, 22 и 23, эмиттера транзисторов 20 и 21 и истока полевого транзистора приблизительно равны. Транзистор 24, 20 включенный между коллектОром транзис тора 3 и входом отражателя 25 тока на процесс усиления не влияет, а только выравнивает коллекторные нап ряжения транзисторов 3 и 4. 25

Дополнительные транзисторы 26 и

27 закрыты, Напряжение на эмиттере транзистора 26 равно напряжению на . его базе, так как радение напряжения на диоде 23 больше напряжения, щ в общей точке соединения диодов

22 и 23 на величину 0,7. Соответ-I ственно дополнительный транзистор

27 закрывается падением напряжения на диоде 22. ЗЮ

В режиме хранения со схемы управления (источник 9) поступает сигнал на управляющие входы токового переклю- чателя 5. Закрывается транзистор:6 и открывается транзистор 7.

Дифференциальный усилитель- 2, транзистор 24, диоды 22 и 23, отражатель 25 тока обесточнваются, Ток источника 8 протекает через транзистор 7 и транзистор 16 делителя

15 тока, отражатель 18 тока. Ток, протекающий через транзистор 17, равен выходному току отражателя 18 тока, Под действием этих токов транзисторы 26 и 27 открываются.

Напряжение на эмиттере транзистора

26 на е: 0,7 В ниже напряжения его базы, а напряжение на эмиттере транзистора 27 выше соответственно на 0,7 В. Так как напряжение на базах транзисторов 26 и 27 равно нап"

SS ряжению н» затворе полевого тран,зистора (условие равенства напряжения за епр-«cт к), то напряже 7 921087 8

Формула изобретения кового переключател

Устройство выборки и хранения, содержащее дифференциальный усилитель, база первого транзистора которого соединена с шиной источника входного напряжения, база второго транзистора соединена с выходной:шиной,а эмиттер61 через коллекторно-эмиттерный переход первого транзистора токового переключателя — с первым выводом первого иск точника тока, второй вывод которого подключен к отрицательной шине питания, базы транзисторов токо. вого переключателя подключены к шинам источника управляющего напряжения, коллектор первого транаистора дифференциальногр усилителя соединен с эмиттером вспомогательного транзистора, база которого соединена с анодом первого диода, катод которого подключен к коллектору второго транзистора дифференциального усили-. !." ) теля, затвор полевого транзистора через накопительный конденсатор соединен с земляной шиной, стокс положительной шиной питания, и второй источник тока, одним выводом подключенный к отрицательной шине питания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, введены два транзисторных отражателя тока, два эмйттерных повторителя на транзисторах разного тйпа проводимости, делитель тока на двух транзисторах, два дополнительных транзистора разного типа проводимости, транслятор уровня в виде стаби:литрона и диод, причем эмиттеры транзисторов делителя тока соединены с .:коллектором второго транзистора тоя, базы - с выходной шиной, вторым выводом второго ис- точника тока и через стабилитрон — с источкои полевого транзистора, кол5 лектор первого транзистора делителя тока подключен к входнбй шине первого отражателя тока, подключенного к положительной шине питания, выход ная шина первого отражателя тока со-!

О :единена с базой р-п -р-транзистора пер-, вого эмиттерного повторителя, кол» лектором второго транзистора дифференциального усилителя и эмиттерои дополнительного транзистора р-и -р15 типа> каллектор которого соединен с отрицательной шиной питания, а база.с истоком полевого транзистора и базой дополнительного транзистораи "р-т)-типа, коллектор которого соеди20 нен с положительной шиной питания, а эмиттер — с базой и -р-и -транзистора второго эмиттерного повторителя, анодом дополнительного диода, катод которого соединен с анодом первого

2S диода, и выходной шиной второго отражателя тока, подключенного к положительной шине питания, входная шина второго отражателя тока подключена к коллектору вспомогательного тран36 зистора, коллектор и -р-и -транзистора второго эмиттерного -повторителя соединен с положительной шиной питания, а эмиттер- с затвором полевого транзистора и эииттером р-и -р-транзисто35 ра первого эмиттерного повторителя.

Источники информации; принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ф 3.643,110, ф) кл. Н 03 К 17/60, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2807883/18-21> кл. Н 03 К ij/60, 07,08.79(прототип).

921087

Составитель Л. Багян

Редактор С. Запесочный Техред М.Гергель Корректор Е. Рошко

Заказ 2380/74 Тирам 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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