Аналоговое запоминающее устройство

 

О П И С А Н И Е «942155

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистическик республик (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 05. 11. 80 (21) 3001468/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07. 07 82. 6юоллетень № 25

Дата опубликования описания 07 .07. 82 (53)IN. Кл.

С 11 С 27/00 фкударсткнный квмнтвт

СССР нв аннам нзоаретеннй н етнрытнй (53) УДК681. 327..66 (088. 8) (72) Авторы изобретения

О.С.Андреев, Б.А.Бохонко, С.А.Давымука и M.Ì.Êîðûòíûé (7l ) Заявитель (54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1 ж

Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике и может использоваться в помехоустойчивых системах сбора данных и устройствах аналого-цифрового вво да — вывода для связи с вычислитель5 ной машиной.

Известно помехоустойчивое аналоговое запоминающее устройство с диф.ференциальным входом, содержащее уси-, о лители, накопительный элемент, ключ и делители напряжений 1.1).

Недостатком указанного устройства является низкая точность, обусловленная отсутствием отрицательной обратной связи как в режиме выборки, так и в режиме хранения.

Известно также аналоговое запоми- щ нающее устройство с дифференциальным входом, содержащее три усилителя, накопительный элемент три делителя напряжения и ключи 21.

Недостатком указанного устройстйа является повышенная сложность и низкая точность, Сложность устройства вызвана наличием трех усилителей, а низкая точность определяется точностью подбора коэффициента деления каждого из трех депителей и относительным разбросом коэффициента деления от одного делителя к другому.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аналоговое запоминающее устройст во, содержащее первый и второй усилители, одним входом первый усилитель через второй и первый ключи соединен соответственно с входом и выходом уст ройства, а выходом - с выходом устройства и входом второго усилителя, выход второго усилителя через третий ключ подключен к другому входу первого усилителя и накопительному элементу, например, одной обкладке, конденсатора, соединенного другой

2155

AqAg. () При выборе коэффици ента переда чи у си— лителя 2 близкого к единичному, т,е.

А - 1, напряжение на выходе 11 устройства и на конденсаторе 3 близко к разности напряжений, приложенных к входам устройства.

При изменении состояния ключей устройства на противоположное, последнее переходит в режим хранения.

45 На выходе 11 устройства воспроизводится напряжение, неизменное .на протяжении acего режима хранения, с величиной своей обкладкой с шиной нулевого потенциала j3).

Недос атком известного устройства является низкая точность, поскольку на накопительный элемент через пара.зитную емкость третьего ключа проникает часть напряжения, управляющего работой ключа. Величина этой погрешности зависит от напряжения входного сигнала, а поскольку закон изменения его обычно непредсказуем, то выделение погрешности из-за прохождения сигнала управления ключом и ее компенсация крайне затруднена.

Известное устройство обладает также низкой помехоустойчивостью, вызванной отсутствием дифференциального входа. Синфазный сигнал воспринимается как полезный и воспроизводится затем на выходе устройства. Таким образом, невозможно выделить слабый сигнал на фоне сильных синфазных помех.

Цель изобретения - повышение.точности и помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например конденсатор, первый усилитель, первый вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, входы которых являются соответственно первым входом и выходом устройства, второй усилитель, первый вход которого подключен к выходу первого усилителя и является выходом устройства, третий ключ и шину нулевого потенциала, введены четвертый и пятый ключи, выходы которых соединены с вторым входом второго усилителя, выход первого усилителя соединен с одной из обкладок конденсатора, другая обкладка конденсатора соединена с входами пятого и третьего ключей, вход четвертого ключа является вторым входом устройства, выход третьего ключа соединен с шиной нулевого потенциала.

На чертеже изображена .функциональная схема предлагаемого устройст ва.

Устройство содержит усилители l и 2, накопительный элемент, например конденсатор 3, ключи 4-8, входы 9 и 10 уатройства, выход 11 устройства и шину 12 нулевого потенциала.

Устройство работает следующим образом.

С замкнутыми ключами ч, 7, б и .разомкнутыми ключами 5 и 8 устройство находится в режиме выборки.

Одна обкладка конденсатора 3 соединена с шиной 12 нулевого потенциала, а другая - с выходом усилителя

1 и выходом 11 устройства. Усилитель охвачен отрицательной обратной связью, цепь которой образована уси-! о лителем 2. Выходное напряжение усилителя 1, до которого заряжается конденсатор 3, определяется выражением

А А2. А4 А

Ь г +Ал, «+д д о 4+AgAg Àe "„и 0 - напряжения на входах

9 и 10 устройства соответственно; - напряжения смещения

04 усилителей 1 и 2 соответст венно;

А, и А - коэффициенты передачи усилителей 1 и 2 соответственно.

Напряжение полезного сигнала ОД и напряжения синфазной помехи Uz выражаются через входные напряжения следующим образом.

1 (U„=O„ Од

, =О, !

so )) Ач +)) A<А О АаА<

ВЫК 01 1)А) 02. 1А)А > 4+Ay с учетом (1) это выражение йринимает вид

"(+А4Х +А4ДД -!+А„К -А„А,)

* l * ))+,)),Û.) 5 942

Из выражения (4) с учетом формул (2) и (3) и А 1 можно определить погрешности аналогового запоминающего устройства

4 =йЩ)+ (c)+ (<о )+д(Ppg.)

h(Ug)=U (— „ь-ад ) . (0с ) = Ос 6 А 2

1О йо ) = о «А

1 (oz) =- îõ д

1 Ат= - А я., где Ь(Оф- погрешность воспроизведеf5 ния входного сигнала; д(у )- погрешность, вызванная синфазными помехами; (д „)иь(Д }погрешности, вызванные наличием напряжения смещения в усилителях 1 и 2.

Указанные выражеНия показывают высокую точность воспроизведения входного сигнала, подавление напряжений смещения усилителей и синфаз- . ной помехи.

В предлагаемом устройстве устранена зависимость от входного сигнала погрешности прохождения на накопительный элемент напряжения управления ключами 6 и 8. Действительно, в режиме выборки благодаря замкнутому ключу 6 входы ключей 6 и 8, соединенные с обкладкой конденсатора 3, находятся под нулевым потенциалом шины 12. В режиме хранения с замкнутым ключом 5 напряжение на одном входе усилителя 1 близко к напряжению на его выходе. При значительном коэффициенте передачи усилителя 1 разность напряжений на его входах всегда близка к нулю. Следовательно, близким к выходному является напряжение на другом входе усилителя 1 и на выходе усилителя 2. При единичном коэффициенте передачи усилителя

2 напряжение на его входе, подключен" ном к ключу 8, будет близким к нулю, поскольку на другом входе усилителя, 2 присутствует выходное напряжение устройства. Поскольку ключ 8 в режи- Ю ме хранения замкнут, то и .на его входе и на .его выходе напряжение будет близким к нулю. Будет близким к нулю напряжение на входе ключа 7 и на об155 6 кладке конденсатора 3, соединенной с входами ключей 6 и 8. Таким образом, независимо от уровня напряжения. приложенных к входам устройства, входы ключей 6 и 8 всегда находятся под близким к нулю напряжением. Поэтому погрешность, определяемая прониканием на конденсатор 3 напряжения управления ключами 6 и 8, не зависит от входных сигналов и постоянна, следовательно, легко может быть компенсирована, например, простой балансировкой усилителя

Введение новых элементов и связей в предлагаемом устройстве позволяет значительно повысить точность и помехоустойчивость устройства.

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например, конденсатор, первый усилитель, первый вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, входы которых являются соответственно первым входом и выходом устройства, второй усил телЬ, первый вход которого подключен к выходу первого усилителя и является выходом устройства, третий ключ и шину нулевого потенциала, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения сочности и помехоустойчивости устройства, в него введены четвертый и пятый ключи, выходы которых соединены с вторым входом второго усилителя, выход первого усилителя соединен с одной из обкладок конденсатора, другая обкладка конденсатора соединена с входами пятого и третьего ключей, вход четвертого ключа является вторым входом устройства, выход третьего ключа соединен с шиной нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 639021, кл. G ll С 27/00, 1978.

2. Патент США Ф 3304507, кл. 328-151, опубпик. 1967.

3; Патент США Ю 3696305, кл 350-51, опублик. 1972 (прототип).

942155

Заказ 3/

Тираж 22 Под пи сное

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, Н

Сост а ви тел ь А. Воронин

Редактор С.Крупенина Техред Т, Наточка Корректор M. Демчик