Аналоговое запоминающее устройство

 

Союз Советски н

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опубликовано 15. 08. 82. Бюллетень Р6 30

Дата опубликования описания 15.08. 82 (53)M. Кл.

6 11 С 27/00

ФЬаудврстаенний камнтет

СССР ао делам нэебретеннй н открытнй (53) УДК681.327..66(088.8) (72) Авторы (54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в аналогоцифровых преобразователях для запоминания аналоговой информации.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее усилители, кпючи, конденсатор и охваченное отрицательной обратной связью, причем обратная связь используется как в режиме выборки, так и в режиме хранения аналоговых сигналов. Устройство обладает высокой точностью.

Однако оно характеризуется недостаточным быстродействием. Потеря быстродействия вызвана значительными переходными процессами на выходе устройства при переходе из режима выборки в режим хранения (1 ).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аналоговое запоминающее устройство, которое содержит первый усилитель, инвертирующий вход которого через первый и второй ключи подключен:.ко входу и выходу устройства, второй усилитель, соединенный инвертирующим входом с одной обкладкой конденса5 тора памяти и через третий ключ с выходом первого усилителя, неинвер" тирующий вход которого подключен к другой об.кладке конденсатора памяти и к выходу второго усилителя, соединенного неинвертирующим входом с шиной нулевого потенциала, третий усилитель, подключенный неинвертирующим входом к шине нулевого потенциала, а инвертирующим входомчерез резистор к выходам первого и второго усилителей, а также к одному выходу третьего усилителя, другой выход которого соединен с выходом устройства.

20 В режиме выборки замкнуты первый и третий ключи, второй ключ разомкнут. Происходит заряд запоминающего конденсатора ° При переходе в режим хранения первый и третий ключи

951404

3 размыкаются и замыкается второй ключ. На выходе устройства воспроизводится постоянное напряжение, равное мгновенному значению входного в момент размыкания третьего ключа.

Известное устройство отличается высокой точностью, обусловленной незначительным влиянием ряда параметров, применяемых усилителей на общую точность устройства, уменьшение коммутационных помех и токов утечки с конденсатора памяти в режиме хранения (2 ).

Однако динамические свойства устройства требуют улучшения. Устройство обладает большим временем установления напряжения на выходе при переходе в режим хранения. Для умень. шения переходного процесса на выходе устройства, з также для сохранения устойчивости, необходимо, чтобы третий усилитель, охваченный местной обратной связью, оказывал минимальное влияние на частотные зависимости петлевого коэффициента усиления. Это требование в первом приближении мажет быть представлено (g)cp> 7 Ии1., гдето - частота среза по уровню 3 дб первого усилителя, зо а Юср - частота единичного усиления третьего усилителя. Если рассмат ривать устройство как систему автоматического регулирования, то усиление этого неравенства означает практическое понижение порядка системы, повышение устойчивости работы в режиме хранения и улучшение качества пер еход но го праце сса при переходе в этот режим. Для того, чтобы не ухудшат ь динамические характеристики устройства в режиме выборки, неравенство следует выполнять путем увеличения (Фср . Однако частота(g опре 2 деляется не только частотными свойствами разомкнутого третьего усилите-45 ля, но и частотными свойствами местной обратной связи, охватывающей его.

Применение резисторов в обратной связи третьего усилителя, которое совместно с входной и паразитной емкостьюю приводят к образованию полюса, снижает частоту Щ . Это ухудшает динамические свойства устройства, так как увеличивает переходной процесс и соответственно время установления я при переходе в режим хранения.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый усилитель, инвертирующий вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, вход первого ключа является входом устройства, накопительный элемент, например, конденсатор, одна из обкладок которого соединена с инвертирующим входам второго усилителя и с выходом третьего ключа, вход которого соединен с выходом первого усилителя, неинвертирующий вход соединен с другой обкладкой конденсатора и с выходом второго усилителя, неинвертирующий вход второго усилителя соединен с шиной нулевого потенциала, третий усилитель, выход которого является выходом устройства и соединен со входом второго ключа, в нем выходы первого и второго усилителей соединены соответственно с первым и вторым неинвертирующими входами третьего усилителя, первый инвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а второй инвер тирующий вход третьего усилителя соединен со входом второго ключа.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройст ва.

Оно содержит усилители 1-), ключи 4-6, накопительный элемент, например, конденсатор 7, шину 8 нулевого потенциала, входы 9-12 усилителя 3.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.

При замкнутых 4 и 6 ключах и разомкнутом ключе 5 устройство находится в режиме выборки. На выходе усилителя 2 устанавливается напряжение, близкое по величине входному напряжению. Так как неинвертирующий вход второго усилителя 2 подключен к шине 8 нулевого потенциала, то на его инвертирующем входе при замкнутом ключе 6 и на выходе первого усилителя 1 устанавливается напряжение, близкое к нулю. Разность. напряжений на входах 11 и 9, а следовательно, и на входах 10 и

12 усилителя 3 близка к нулю. Однако на входе 10 усилителя 3 присутствует напряжение, близкое к напряжению входного сигнала. Значит, такое же напряжение присутствует на входе 12 третьего усилителя 3 и

5 на выходе устройства. При переходе в режим хранения состояния ключей 4-6 изменяются на противоположные. Происходит фиксация напряжения на конденсаторе 7, и на выходе устройства воспроизводится напряжение, равное мгновенному значению входного в момент переключения устройства.

Предлагаемое устройство отличается улучшенными динамическими свойствами. Использование дифференциально-дифференциального усилителя позволяет отказаться от применения резисторов в цепи обратной связи третьего усилителя 3 и повысить его частоту среза®cp . Это приводит к уменьшению времени установления напряжения на выходе устройства при переходе в режим хранения и повышению быст радей ст вия. Умен ьш ен ие времени установления позволяет значительно раньше начинать последукщую обрабо уу выходного сигнала (например, аналоro-цифровое преобразование). Ошибки третьего усилителя 3, охваченного в режиме хранения общей обратной связью, не оказывают существенного влияния на общую точность. Этот факт может быть использован для расширения полосы частот третьего усилителя 3 путем применения во.входных каскадах неподобранных высокочастотных ИОП-транзисторов с повышенными токами покоя.

В практической реализации предl лагаемое устройство оказывается несколько праще известного ввиду исключения инверсного выхода в третьем усилителе.

951404 6 не ухудшая его точности, позволяет првысить быстродействие.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от прототипа,. так как

5 Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый усилитель, инвертирующий вход которого соедиl0 нен с выходами первого и второго клю. чей, вход первого ключа является входом устройства, накопительный элемент, например, конденсатор, одна из обкладок которого соединена а ин15 вертирующим входом второго усилителя и с выходом третьего ключа, вход которого соединен с выходом первого усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с другой обкладкой ро конденсатора и с выходом второго усилителя, неинвертирующий вход второго усилителя соединен с шиной нулевого потенциала, третий усилитель, выход которого является выходом уст23 ройства и соединен с входом второго ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в нем выходы первого и второго усилителей соединены соответственно с первым и вторым неинвертирующими входами третьего усилителя, первый инвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а второй инвертирующий о

35.вход третье го усилитепя соединен с входом второго ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США У 3469112, кв. 307-238, опублик. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

У 611256, кл. G 11 С 27/00, от

17.03.76 (прототип).

9514О4

Составитель А. Воронин

Редактор С.Запесочный Техред M. Tenep Корректор Г Решетник

Заказ 595

59 Тираж 22 Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССР ho делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. роектная,