Аналоговое запоминающее устройство
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соаетсиин
Соцнапистичесиин
Республик
< >926720 (61) Дополнительное N авт. санд-ву (22) Заявлено 08.04.80 (21) 2906484/18-24 (51)M. Кл.
G 11 С 27/00 с присоединением заявки М .—
Внуанрстванньй квинтет
СССР ню аалвн язвбрвтвннй н етнрмтнй (23) Приоритет
Опубликовано 07.05.82. бюллетень № 17
Дата опубликования описания 07.05.82 (53) УДК 681.327..66 (088.8) (72) Авторы изобретения
Л. А. Дубицкий и В. Н. Осипов I pl
f 1
Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Лсйийского комсомола (71) Заявитель (54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для запоминания мгновенных значений напряжений и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях.
Известны прецизионные аналоговые запоминающие устройства, содержащие операционные усилители, ключи и запоминающие конденсаторы. Использование общих обратных связей позволяет значительно уменьшить погрешности, 10 вносимые усилителями 111 и (21.
Однако такие устройства. обладают недостаточным быстродействием ввиду значительных переходных процессов, возникакпцих на выходе устройства при переходе в режим хранения.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аналоговое запоминающее устройство, которое содержит первый усилитель, неинвертирующий вход которого через первый и второй ключи соеди, 20 нен соответственно со входом и выходом устройства, а выход через третий ключ с инвертирующим входом первого усилителя и с одной обкладкой конденсатора памяти, другая обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, второй усилитель, выход которого подключен к выходу устройства, инвертирующия вход — через резисторы к выходу устройства н к выходу первого усилителя, а неинвер0ирующий вход соединен с инвертирующим входом первого усилителя 121.
В режиме выборки замкнуты первый и третий ключи, второй ключ разомкнут. Первый усилитель через замкнутый третий ключ охвачен обратной связью и конденсатор памяти заряжается до напряжения, соответствующего входному. При переходе в режим хранения состояние ключей изменяется на противоположное. На выходе устройства воспроизводится постоянное напряжение, равное мгновенному значению входного в момент переключения устройства. Известное устройство отличается высокой точностью. На общую точность устройства не оказывают существенного влияния напряжения смещения, синфазные ошибки, конечность коэффициентов усиления усилителей.3 Поскольку третий ключ в режиме хранения находится под напряжением, близ926720
3 кнм к нулю, значительно уменьшена погрешность, обусловленная разрядом конденсатора .памяти токами утечки, в режиме хранения.
Однако динамические свойства устройства требуют улучшения. Если в режиме выборки только первый усилитель охвачен обратной связью, то при переходе в режим хранейия включается обратная, связь, охватывающая как первый так и второй усилитель. Включение в контур
;: второго усилителя означает, что порядок системы повышается. Это приводит к значительным переходным процессам на выходе устройства и к увеличению времени установления напря-! женин на выходе при переходе в режим хранения. Поскольку выходной сигнал не может. подвергаться последующей обработке (например, аналого-цифровому преобразователю) пока его установившееся значение не окажется
s пределах допустимой погрешности, увеличение времени установления означает ухудшение быстродействия устройства.
Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содер жащее первый накопительный элемент, например первый конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала, усилитель, выход которого соединен с выходом устройства и с входами первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с другой обкладкой первого конденсатора и с первым инвертирующим входом усилителя, второй швертирующий вход которого соединен с выходами второго и третьего ключей, вход третьего ключа соединен с входом устройства, введены повторитель напряжения, четвертый ключ и второй накопительный элемент, например второй конденсатор, одна из обкладок которого подключена к шине нуле1 40 вого потенциала, другая обкладка второго конденсатора соединена с неинвертирующими входами усилителя и с выходом четвертого ключа, вход которого подключен к выходу повторителя напряжения, вход которого сое45 динен с выходом третьего ключа.
На чертеже представлена функциональная схема устройства.
Оно содержит усилитель 1, повторитель 2 напряжения, ключи 3 — 6, накопительные элементы, например, конденсаторы 7 и 8, инвер. тирующие входы 9 и 10 усилителя 1, неинвертирующие входы 11 и 12 усилителя 1, выход
13 усилителя 1 и шину 14 нулевого потенциала.
Устройство функционирует следующим обра эом.
В режиме выборки замкнуты ключи 3, 5, 6 и разомкнут ключ 4. Входное напряжение
4 через замкнутый ключ 3 поступает на инвертирующий вход 9 усилителя 1, охваченного по входу 10 через замкнутый ключ 5 отрицательной обратной связью. Входное напряжение поступает также через. замкнутые ключи
3 и 6 и повторитель 2 на неинвертирующие входы 11 и 12 усилителя 1, Напряжение на конденсаторе 7 памяти определяется по формуле
Овх Кп где Овх — входное напряжение;
Кп — коэффициент передачи повторителя 2., Напряжение на конденсаторе 8 памяти равно
Π= Π-Π40 aU .— +
К К1
С8 С Е 1+К а < K og +к
K(+U — ) (Il)
Cg 1+KIl где UO„U0 — напряжение смещения нуля с учетом синфазных ошибок по входам 9, 11 и 12, 10 соответственно;
K> — коэффициент усиления напряжения от входов 9. и 11 ра.зомкнутого усилителя 1,;
К2 — коэффициент усиления напряжения от входов 12 и 10 разомкнутого усилителя 1.
При переходе в режим хранения ключи 3, 5 и 6 размыкаются и замыкается ключ 4.
Выходное напряжение определяется иэ формулы
К„К
0 =Π- +U - — -1) - — +
ВЫх С-11ФК С 1+$4 С 1+К
К„К
+О " +() 01 1+К., 0 11фК,„
После соответствующих преобразований можно показать, что напряжения смещения Uo, и
002 в устройстве эффективно подавляются соответственно в Кр и К, раз, а мультипликативная погрешность при Кд- - 1.
1 < - живых .К Овх (4)
I1
Таким образом, предлагаемое устройство практически не уступает известному устройству по точности, однако превосходит его по быстродействию, Применение дифференциальнодифференциального усилителя позволяет отказаться от применения второго усилителя. Таким образом, обратная связь охватывает только один усилитель как в режиме выборки, так и в режиме хранения. Исключение второго усилителя приводит к понижению порядка системы и уменьшению времени установления
92672
ВНИИПИ Заказ 2991/45 Тираж 624 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 напряжения на выходе устройства при переходе в режим хранения. Это позволяет значительно раньше начинать последующую обработку (например, аналого-цифровое преобразование). Обладая высокой точностью, устройство не требует применения прецизионных усилителей. Этот факт также может быть использован для дальнейшего повышения быстродействия. В частности, могут использоваться усилители с относительно небольшим коэффициентом I g усиления, однако с большой полосой пропускания.
Предлагаемое устройство позволяет повы„сить быстродействие, не ухудшая точностных характеристик.
Формула изобретения
Аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый накопительный элемент, например первый конденсатор. одна из обкладок которого соединена с шийой нулевого потенциала, усилитель, выход которого соединен с выходом устройства и с входами
0 6. первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с другой обкладкой первого конденсатора и с первым инвертирующим входом усилителя, второй инвертирующий вход которого соединен с выходами второго и третъего ключей, вход третъего ключа соединен с входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены повторитель напряжения, четвертый ключ и второй накопительный элемент, например второй конденсатор, одна из обкладок которого подключена к шине нулевого потенциала, другая обкладка второго конденсатора соединена с неинвертирующими входами усилителя н с выходом четвер- -. того ключа, вход которого подключен к выходу повторителя напряжения, вход которого .. соединен с выходом.третьего ключа.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР Р 586500, кл. G 11 С 27/00, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР К 482815 кл. G ll С 27/00, 1973 (прототип).
