Аналоговое запоминающее устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«>978200 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 3001.81 (21) 3241658/18-24 с присоединением заявки ««о (23) Приоритет

Опубликовано 3«11 .82. Бюллетень М 44

Дата опубликования описания 30.11.82 (511М. Кт1.з

G 11 С 27/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (33) УДК 681. 327.

° 66 (088. 8) (72) Автор изобретения

В.Н. Осипов

I г

Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычисли=тельной технике и может быть использовано в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных устройствах, Известно аналоговде запоминающее устройство разомкнутого типа, содержащее повторитель напряжения, усилитель, накопительный элемент и четыре ключа, В режиме выборки устройство не охвачено отрицательной обратной связью и поэтому характеризуется высоким быстродействием (1).

Недостатком устройства является низкая точность иэ-эа отсутствия компенсации напряжения смещения нуля усилителя и большой коммутационной помехи, вызванной прониканием на накопительный элемент параэитного заряда из цепи управления ключом при переходе устройства из режима выборки в режим хранения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аналоговое запоминающее устройство, содержащее повторитель напряжения, вход которого соединен с выходом и входом соответственно первого и второго ключей, причем вход первого ключа является входом устройства, а выход второго ключа является выходом устройства, выход повторителя нап-! ряжения соединен с накопительным элементом, например, одной обкладкой конденсатора, другая обкладка которого подключена к инвертирующему входу усилителя и через третий ключ к выходу устройства и выходу усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала (2).

В этом устройстве устранено влияние напряжения смещения нуля усилителя на точность устройства, Однако, поскольку переход от режима выборки к режиму хранения сопровождается изменением выходного напряжения от нуля до напряжения на входе устройства, то имеет место прохождение паразитногo заряда через емкость закрытого третьего ключа на накопительный элемент, Кроме того, в режиме хранения третий ключ находится под .напряжением, близким к выходному напряжению, и накопительный элемент разряжается током, протекающим через сопротивление закрытого ключа.

Поскольку для увеличения быстродействия устройства емкость накопи тельного элемента стремятся уменьшить, то составляющая погрешности, 978200

65 вызванная конечным сопротивлением, третьего ключа и его емкостью в закрытом состоянии, возрастает и становится доминирующей в устройствах, рассчитанных на максимальное быстродействие, 1

Цель изобретения — повышение точности устройства„

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство,. содержащее повторитель напряже»ия, вход которого соеди Ie» с выходом и входом соотв -.стве»но первогo и нторогo ключей, причем вход первого ключа является входом устройстна, а выхоц второго ктпоча явлгется тзыходом устройства, выход повторителя »агряже»ия соединен с накопительнь1м элементом, например, с от-,»ой Обкладттой ко»ттe?Ice TopR друг-:1.—. с-б :т-eд?;а которого соеди»е?т" с н Одом третьего ключа, нведеч ттер II.,I..ý j;l.eмыл 5 с.-.литель,- ттерный ттттнертитр,:то:,;:-й вход и выход которого соеди»е»ы с выходом второго клточа, первый неинвертирующий вход переключае :.oIî уси.-п теля соединен с входом

ПонтОР»тотll НаЛРЯжЕНИЯ, ВтОРОй ИН-вергируютлий вход — с входом третьего к,?точа второй неинвертирующий нход с выходом третьего ключа и шиной »уленого поте?тциала.

Переключаемый усилитель содержит оп"-.ðeö»î I»III усилитель и упранттяемый дифферепциаль»ый каскад, и»нертируюРтнтс Н I:ЕИНВ ЕРТИРУЮ?Янй ВХОДЫ К ОтОРОГО явля.:отея соответстне»»о первым и»ве""тиру?ощтт?.т и первым неи»вертирую.:тим входами переключаемого усилителя „ пергый и второй выходы управляемого дифференциа.льного каскада соединены

cooTHQTcTpcH?Io с пегным и нторым ныходами входного каскада операцион-. ного усилителя, инвертируюший вход„ неттннертттруто?ттттй вход и выход которого являются соответственно вторым инвертирующим входом, вторым неинвертирующим входом и выходом переключаемого усилителя.

Третий ключ содержит десять транзисторов и восемь резисторов, первые выводы перного и второго резисторов объединены и являются входом третьего ключа, вторые выводы первого и второго резисторов соединены сооТ нетственно с эмиттерами первого и второго транзисторов, базы которых соединены соответственно с базами третьего и четвертого транзисторов, эмиттеры которых соединены с шиной нулевого потенциала, коллектор треть.

его транзистора объединен с его базой, эмиттером пятого транзистора и коллектором шестого транзистора, база которого соединена с коллекторами седьмого и первого транзисторов и базой седьмого транзистора, эмиттеры пятого, шестого и седьмого транзисторов соединены соответственно через третий, четвертый и пятый резисторы с положительной шиной питания, коллектор четвертого тран зистора объединен с его базой, эмит5 тером восьмого транзистора и коллектором девятого транзистора, база которого соединена с коллекторами десятого и второго транзисторов и базой десятого транзистора, эмиттеры восьмого, девятого и десятого

?транзисторов соединены соответственно через шестой, седьмой и восьмой резисторы с отрицательной шиной питания, коллекторы пятого и восьмого транзисторов соедине»Ы соответственно с отрицательной и положительной шинами питания, базы пятого и восьмого транзисторов являются соответстве»но первым и вторым входами управления третьего ключа, На фиг.1 приведена функциональ»ая схема предлагаемого устройства;

»а фиг.2 — электрическая схема переключаемого усилителя; на фиг.3 электрическая схема третьего ключа, Устройство содержит повторителт. напряжения, ключи 2 — 4„ накопительный элемент, например конденсатор 5, переключаемый усилитель 6 с первым иннертируютцим 7 и первым неинвертирующим 8 входами, выходом 9, вторым инвертируюшим входом 10, вторым »еи»нертирующим входом 11, Переключаемый усилитель 6 содержит операцио»ный усилитель 1? и

Ээ управляемый дифференциальный каскад

13, перный 14 и второй 15 выходы которого соединены соответстве»но с первьм 16 и вторым 17 выходами входного каскада операцио»ного усилите40 ля 12, Третий ключ 4 содержит транзисторы 18 — 27, резисторы 28 - 35 и управляется путем подачи сигналов управления на два входа 36 и 37 управЛЕНИН КЛКЧОМ.

Устройство работает следующим образом, В режиме выборки ключи 2 и 4 замкнуты, ключ 3 разомкнут, а на управляющий вход управляемого усилителя 6 подан потенциал логической 1, При этом переключаемый усилитель обеспечивает усиление напряжений по нходам 7 и 8. Входной аналоговый сигнал через замкнутый клточ

2 поступает на вход повторителя 1 напряжения, который через замкнутый ключ 4 обеспечивает заряд конденсатора 5. Переключаемый усилитель 6 при эакороченных входах 10 и 11 работает как повторитель напряжения, поступающего на вход 8, т.е, входного напряжения устройства, не влияя на заряд конденсатора 5 и не ухудшая быстродействия устройства.

978200

Для уменьшения времени заряда конденсатора 5 до величины входного напряжения в качестве повторителя

1 напряжения может быть использован эмиттерный повторитель, а третий ключ 4 может быть выполнен по схеме, представленной на фиг,3. В этом случае в режиме выборки на первый вход 36 управления ключа подается потенциал +1,5В, а на второй вход

37 управления -1,5В. Тогда в зави- 10 симости от полярности тока заряда, этот ток протекает либо через верх« нюю половину схемы ключа (фиг.3), т.е, через резистор 28 и транзисторы 19, 18, 22 и 23 к шине нулевого 15 потенциала, либо через нижнюю половину схемы. Характерной особенностью предлагаемой схемы ключа является то, что при идентичных транзисторах 19,23 и 18, 22, напряжение на эмиттере 20

;транзистора 19 (при протекании тока через верхнюю половину схемы) близ- . ко к нулю, а следовательно, сопротивление открытого ключа равно сопротивлению резистора 28 и 29, которое можно уменьшить до единиц ом.

Это на порядок меньше, чем у обычных ключей на полевых транзисторах.

При переходе в режим хранения на управляющий вход 36 ключа подает- З0 ся -1,5B, на вход 37 +1,5В, при этом ключ 4 закрывается, На управляющий вход переключаемого усилителя 6 подается потенциал логического 0, при котором управляемый дифференциальный каскад 13 отключается и переключаемый усилитель 6 обеспечивает усиление напряжений только по входам 10 и 11. Ключ 2 в режиме хранения закрыт, а ключ 3 открыт.

При этом на выходе устройства остает- ся напряжение, равное входному напряжению в момент перехода устройства от режима выборки в режим хранения. на точность предлагаемого устрой- 45 ства не влияет напряжение смещения нуля повторителя 1 напряжения и отличие его коэффициента передачи от единицы, поскольку влияние этих факторов ослаблено в K раз, где К вЂ” 50 коэффициент усиления операционного усилителя 12.

Хотя напряжение смещения нуля переключаемого усилителя 6 в предлагаемом устройстве не компенсируется, 55 при малой емкости конденсатора 5 точность предлагаемого устройства оказывается выше точности прототипа, а при выполнении третьего ключа 4 по схеме, показанной на фиг.3, уве- щ личивается по сравнению с прототипом и быстродействие.

Формула изобретения

1. Аналоговое запоминающее устройство, содержащее повторитель напряжения, вход которого соединен с выходом и входом соответственно первого и второго ключей, причем вход первого ключа -является входом устройства, а выход второго ключа является выходом устройства, выход повторителя напряжения соединен с накопительным элементом, например одной обкладкой конденсатора, другая обкладка которого соединена с входом третьего ключа, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения точности устройства, в него введен переключаемый усилитель,первый инвертирующий вход и выход которого соединены с выходом второго ключа, первый неинвертирующий вход переключаемого усилителя соединен с входом повторителя напряжения, второй инвертирующий вход — с входом третьего ключа, второй неинвертирующий вход — с выходом третьего ключа и шиной нулевого потенциала.

2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что переключаемый усилитель содержит операционный усилитель и управляемый дифференциальный каскад, инвертирующий и неинвертирующий входы которого являются соответственно первым инвертирующим и первым неинвертирующим входами переключаемого усилителя, первый и второй выходы управляемого дифференциального каскада соединены соответственно с первым и вторым выходами входного каскада операционного усилителя, инвертирующий вход, неинвертирующий вход и выход которого являются соответственно вторым инвертирующим входом, вторым неинвертирующим входом и выходом переключаемого усилителя.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства, третий ключ содержит десять транзисторов и восемь резисторов, первые выводы первого и второго резисторов объединены и являются входом третьего ключа, вторые выводы первого и второго резисторов соединены соответственно с эмиттерами первого и второго транзисторов, базы которых соединены соответственно с базами третьего и четвертого транзисторов, эмиттЕры которых соединены. с шиной нулевого потенциала, коллектор третьего транзистора объединен с его базой, эмиттером пятого транзистора и коллектором шестого транзистора, база которого соединена с коллекторами седьмого и первого транзисторов и базой седьмого транзистора, эмиттеры пятого, шестого и седьмого транзисторов соединены соответственно через третий, четвертый и пятый резисторы с положи978200

ЫХ. тельной шиной питания, коллектор четвертого транзистора объединен с

era базой, эмиттером восьмого транзистора и коллектором девятого тран- зистора, база которого соединена с коллекторами десятого и второго транзисторов и базой десятого транзистора, эмиттеры восьмого, девятого и десятого транзисторов соединены соответственно через шестой, седьмой и восьмой резисторы с отрицательной шиной питания, коллекторы пятого и восьмого транзисторов соединены соответственно с отрицательной и положительной шинами питания, базы пятого и восьмого транзисторов являются соответственно первым и вторым входами управления третьего ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент СПИ Р 4063182,кл.328-151, опублик. 1978.

2.Патент США Р 4066919,кл.307-353, опублик. 1978 (прототип).

Составитель Н. Дикарев

Редактор П. Макаревич ТехредЛ.Пекарь Корректор M. Коста

Заказ 9227/67 Тираж б22 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