Аналоговое запоминающее устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (п)985829 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24. 07. 81(21) 3320296/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки ЭЙ

G 11 С 27/00

1Ьоударотескный комитет

СССР ао делам изебретеккй в открытий (23) Приоритет (53) УДК 681.327..66(088.8) Опубликовано 30, 12. 82. Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 30.12.82 (72) Автор изобретения

В.А. Шишкин (71) Заявитель (S4) Аналоговое здпоиинмощке уетроиство

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к аналоговым запоминающим устройствам, и предназначено для использования в автоматических системах регулирования, 5 например в системе автоматического ре" гулирования одной величины относительно другой.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее схему сравнения, формирователь сигнала, интегрирующий конденсатор, диоды, конденсаторную ячейку-накопитель, ключ записи, ключ гашения, ключ управления, формирователь длительности импульса гашения, повторитель и выходную схему (1).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аналоговое запоминающее устройство, со2о держащее первый, второй, третий и четвертый повторители, первый и второй ключи, первый и второй накопительные элементы, например конденсаторы, элемент сравнения, первый и второй генераторы импульсов В3

Недостатком указанных устройств является невозможность использования для слежения за изменением входного сигнала в системе автоматического регулирования одной величины относительно другой, т.е. они обладают невысокой точностьЬ хранения входной информации.

Цель изобретения — повышение точ" ности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее накдпительные элементы, например первый и второй конденсаторы, одни из обкладок которых соединены с первыми выводами элементов разряда и с шиной нулевого потенциала, другая обкладка первого конденсатора соединена с входом повторителя напряжения, выход которого является выхо3 985829 дом устройства, первый блок сравнения, первый и второй ключи, введены последовательно соединенные преобразователь напряжение-напряжение, интегра тор, сумматор, третий ключ, источник опорного напряжения, инвертор, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый ключи, разделительные элементы, второй блок сравнения, последовательно соединенные элемент ИЛИ, фор- в мирователь импульсов и триггер, причем вход преобразователя напряжение" напряжение является входом устройства, выход преобразователя напряжениенапряжение дополнительно соединен со- >s ответственно через первый и второй разделительные элементы с первым входом элемента ИЛИ и с входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с первыми вхо- 20 дами первого и второго ключей, выходы которых соединены с входами первого блока сравнения, выход первого блока сравнения соединен с первыми входами четвертого и пятого ключей, выходы 25 которых соединены с шиной нулевого потенциала, выход третьего ключа соединен через третий разделительный элемент с вторым входом второго ключа и через четвертый разделительный зо элемент с вторым входом первого ключа и с входом повторителя напряжения, второй, вход третьего ключа соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход четвертого ключа соединен с вторым выводом первого элемента разряда, с другой обкладкой первого конденсатора, с первым входом шестого ключа и через пятый разделительный элемент с выходом девятого ключа, первый вход которого соединен с первым входом восьмого ключа и с первым выходом источника опорного напряжения, второй выход которого соединен с вторым входом сумматора, второй, 45 вход девятого ключа соединен с первым выходом второго блока сравнения, входы которого соединены соответственно с выходами шестого и седьмого ключей, второй вывод второго элемента разря- 50 да соединен с вторым входом пятого ключа и с первым входом седьмого ключа и через вестой разделительный элемент с выходом восьмого ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом второго блока сравнения, выход триггера соединен с вторыми входами шестого и седьмого ключей, 4 выход третьего ключа соединен через седьмой разделительный элемент с вторым входом пятого ключа, третьи выводы первого и второго элементов разряда соединены с первым выходом источника опорного напряжения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений на входах и выходах элементов устройства.

Предлагаемое устройства (фиг. 1) содержит накопительные элементы, например первый и второй канденсаторы 1 и 2, преобразователь 3 напряжение- . напряжение, интегратор 4, сумматор 5, инвертор 6, элемент ИЛИ 7, формирователь 8 импульсов, источник 9 опорного напряжения, триггер 10, повторитель 11 напряжения, блоки 12 и 13 сравнения, шину 14 нулевого потенциала, ключи 15-23, разделительные элементы 2430 и элементы 31 и 32 разряда.

Устройство функционирует следующим образом.

Преобразователь 3 преобразует входной сигнал меняющейся величины положительной или отрицательной полярности (фиг. 2, эпюра 2 Q) соответственно в импульс напряжения положительной или отрицательной полярности постоянной амплитуды, причем пе редний фронт импульса совпадает с моментом появления входного сигнала, а задний фронт - с моментом его изменения до нулевого уровня (фиг. 2, эпюра Ь).

Интегратор 4 выдает на сумматор 5 линейно изменяющееся напряжение (фиг. 2, эпюра г ), в котором оно складывается с опорным напряжением источника 9 (фиг. 2, эпюра 3 ).

Источник 9 опорных напряжений слу жит для задания номинального уровня выходного напряжения устройства в номинальном режиме работы (фиг. 2, эпюра о ), а также для выдачи напряжения запирания на элементах 31 и 32 разряда и напряжения на подзаряд конденсаторов 1 и 2.

Ключ 17 открывается преобразованным входным сигналом. как положительной, так и отрицательной полярности, и закрывается в моменты изменения входного сигнала до нуля. Сигнал управления поступает на ключ 17 с выхода элемента 7, на один из входов которого подается отрицательный сигнал с преобразователя 3 через раздели5 9858 тельный элемент 25 и инвертор 6, на другой его вход подается отрицательный сигнал с преобразователя 3 через разделительный элемент 24.

Ключи 15 и 16, схема сравнения 12, разрядные ключи 18 и 19 образуют узел подзаряда.

Ключи 15 и 16 открываются преобразованным и инвертируемым входным сигналом отрицательной полярности. На fO эти ключи сигнал управления поступа" ет с инвертора 6.

Блок 12 сравнения вырабатывает сигнал (фиг. 2, эпюра К), открывающий ключи 18 и 19, при поступлении на его И входы через открытые ключи 15 и 16 напряжений с конденсатора 1 и с выхода ключа 17 через разделительный элемент 26. Сигнал вырабатывается только при величине напряжения на конденсаторе ре 1, большей величины напряжения на выходе ключа 17. В этом случае про-— исходит подзаряд конденсаторов 1 и 2 через открытые ключи 18 и 19 (фиг.2, эпюры и 8)

Ключи 20 и 21, блок 13 сравнения, ключи подэаряда 22 и 23, разделитель" ные элементы 28 и 29 образуют узел подзаряда.

Сигнал управления ключами 20 и 21 формируется с помощью формирователя 8 и триггера 10, который выдает сигнал управления в момент времени, совпадающий с задним фронтом импульса пре" образователя 3, поступающего íà ð- 3$ мирователь 8 с элемента ИЛИ 7 (фиг.2, эпюра Ж), В момент, совпадающий с передним фронтом импульса преобразователя 3, триггер 10 перебрасывается s исходное 40 (нулевое) положение. !

Напряжения с конденсаторов 1 и 2 подаются на входы блока 13 сравнения, выходной сигнал которого открывает

45 ключ 23 при напряжении на конденсаторе 1, большем напряжения на конденсаторе 2, или ключ 22 при напряжении на конденсаторе 1, меньшем напряжения на конденсаторе 2 (фиг. 2, эпюра ч ).

Происходит быстрый подзаряд конденсатора 1 или конденсатора 2 от напряжения источника 9 через разделительный элемент 28 или 29 (фиг. 2, эпюры c}, Я ). Как только величины напряжений на конденсаторах сравняются, 5S ключи 23 и 22 закрываются.

Элементы 31 и 32 образуют цепи разряда конденсаторов 1 и 2 при выклю29 б чении питания. Элементы 31 и 32 закрыты при включении напряжения питания и открыты при его выключении.

Устройство работает в режимах, приведенных в., таблице, в которой также приводится состояние ключей и величины входных и выходных напряжений для различных режимов.

При включении (подаче питающих напряжений) и положительном входном сигнале преобразователь 3 Формирует импульс положительной полярности, который поступает на интегратор 4. С выхода интегратора 4 на один иэ входов сумматора 5 поступает линейно нарастающее напряжение.

Напряжение с источника 9 опорных напряжений поступает. на другой вход сумматора 5, и через открытый ключ 17 и разделительные элементы 27 и 30 происходит заряд конденсаторов 1 и 2 .суммарным напряжением сумматора 5.

Заряд конденсаторов 1 и 2 протекает до тех пор, пока выходное напряжение ц устройства не достигнет уровня, соответствующего моменту времени, когда величина входного сигнала станет равной нулю (нижние пунктирные линии на эпюрах 2 $ и 2 8), или не дости гнет вели чины опорно го напряжения номинальный режим устройства), эа вычетом падения напряжения на ключе 17 и элементе 27 (средние сплошные линии на эпюрах g, с фиг. 2 ) или недостигнет величины суммарного . йапряжения сумматора 5 за вычетом того же падения напряжения, если на входе устройства продолжает присутст:вовать положительный входной сигнал (верхние пунктирные линии на эпюрах

g,t., фиг, 2).

Если в следующий момент времени появится положительный входной сиг- нал, то конденсаторы 1 и 2 будут подзаряжаться через ключ 17 от выходно- го напряжения сумматора 5 до величины и момента времени, пока входной сигнал не станет равным нулю.

Напряжение с конденсатора 1 передается на выход устройства через повторитель 11.

Если в следующий момент времени на входе устройства появится отрицательный входной сигнал, то,напряжение на выходе ключа 17 будет, меньше напряжения на конденсаторе 1. Блок 12 сравнения вырабатывает сигнал, открываю" щий ключи 18 и 19, и происходит под° ° Ю O

«е ее е» аее» е е» ° Ю ° ВЮ Ф М ЮЮЭ

Состояние ключей и злементов

Режим

Величина выходного напряжения разряда при U5%ъ 0

1 imU вх

«ь фе

Закрыт

Открыт

Выборка и запись при включении и поло- 15,16,18,19,20,21, 17 жительиои входном сиг- 22,23, 31 и 32 нале

I im Цвь,к-"Цов. " к

I im Цеык Цп(1) ф ю (°

20, 21, 23, 22, 31 15, и 32 18, 16, l9 цов < ц ((1 c Un (п «)

Iim Цвь « - ЦвИ1

21 при отрицательнон входном сигнале

17, 15, 16, 18, 20, 19, 23 22, 30, 31

Хранение j,при входном сигнале, равном нуво) Un((l ЦОв Un(II

l5, 16, 17, 18, 31 и 32 >Un(1+<1 Ц((11

19, 20, 21 22, 23

Выключение

Вееееев ° а аа

П р и н е ч а н и е.. 1. Цо - величина опорного напряжения источника 9.

2. с„, й„ ° 1 " моменты времени, причем (с 0,1 ° 2 ° 3 ° (i k + х, где х - целое число (х ) О) или I

J + х; j в i + у, где у - целое число (у ъ О или j k + у) .

3. Ионенты времени t и Ф наступают после t в любой последова» тельностм.

4. Ця(и Ц„ОГ напряжения, хранящиеся е устройстве в моменты еременм й; t

Формула изобретения саторы, одни из обкладок которых соединены с первыми выводами элементов разряда и с шиной нулевого потенциала, другая обкладка первого конденсатора соединена с входом повторителя

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительные элементы, например первый и второй конден7 985829 8 заряд конденсаторов 1 и 2 до тех пор,, нал с блока 13 сравнения откроет пока величина входного сигнала не ста- ключ 22 и конденсатор 2 быстро подзанет равной нулю. рядится через элемент 29 от напряжения

В процессе хранения информации источника 9. конденсатор 1 медленно разряжается s Подзаряд конденсатора 2 продолжачерез нагрузку " входное сопротивле- ется до момента сравнения напряжений ние повторителя 11, на конденсаторах 1 и 2.

Чтобы сохранить величину напряже- При выключении напряжения питания ния, до которой был первоначально за- конденсаторы 1 и 2 разряжаются до нуряжен конденсатор 1, блок l3 сравне- 0 левого уровня соответственно через ния вырабатывает сигнал, открывающий элементы 31 и 32 (эпюры g,8 на фиг.2) . ключ 23,и конденсатор 1 быстро подзаряжается от напряжения, подаваемого устройство, таким образом, обеспена конденсатор 1 через элемент 28 и чивает выдачу управляющего сигнала пуключ 23 от источника 9. IS тем сложения опорного напряжения с

Подзаряд конденсатора 1 продолжа- преобразованным входным сигналом, что ется до момента, когда напряжения на значительно повышает erp точность. конденсаторах 1 и 2 сравняются. Кроме того, повышается безопасность

Если по каким-либо причинам напря- при Ремонтных работах за счет разряда жение на конденсаторе 2 станет меньше 20 конденсаторов при выключении устнапряжения на конденсаторе 1, то сиг- ройства.

985829

10 четвертого ключа соединен с вторым выводом первого элемента разряда, с и- другой обкладкой первого конденсатора, с первым входом шестого ключа и

s через пятый разделительный элемент с выходом девятого ключа., первый вход. .;которого соединен с первым входом

:восьмого ключа и с первым выходом ис1точника опорного напряжения, второй

1в;выход которого соединен с вторым входом сумматора, второй вход девятого ключа соединен с первым выходом вто" рого блока сравнения, входы которого соединены соответственно с выходами

- 1З шестого и седьмого ключей, второй вывод второго элемента разряда соединен с вторым входом пятого ключа с другой

1 обкладкой второго конденсатора и с первым входом седьмого ключа, и через

- 20 шестой разделительный элемент с выходом восьмого ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом второго блока сравнения, выход триггера соединен с вторыми входами шестого и х 3S сеДьмого ключей, выхоД тРетьего ключа соединен через седьмой разделитель" ный элемент с вторым входом пятого ключа, третьи выводы первого и второI

ro элементов разряда соединены с пер30 вым выходом источника опорного напря жения. напряжения, выход которого является выходом устройства, первый блок срав нения, первый и второй ключи, о т л ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены последовательно соединенные преобразователь .напряжение-напря жение, интегратор, сумматор, третий ключ, источник опорного напряжения, инвертор, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый ключи, разделительные элементы, второй блок сравнения, последовательно соединенные элемент ИЛИ, формирователь импульсов и триггер, причем вход преоб разователя напряжение-напряжение является .входом устройства,.выход преобразователя напряжение"напряжение дополнительно соединен соответственно через первый и второй разделитель ные элементы с первым входом элемента ИЛИ и с входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с первыми входами пер вого и второго ключей, выходы которы соединены с входами первого блока сравнения, выход первого блока сравнения .соединен с первыми входами чет вертого и пятого ключей, выходы ко" торых соединены с шиной нулевого потенциала, выход третьего ключа соеди нен через третий разделительный элемент с вторым входом второго ключа и через четвертый разделительный элемент с вторым входом первого ключа и 3S с входом повторителя напряжения, второй вход третьего ключа соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 589622, кл. Q 11 C 27/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Н 6ч9043, кл. g 11 С 27/00, 1979 (прототип!.

985829

Dg

Р

Составитель А.Воронин.

Редактор А.Ворович Техред А.Бабинец Корректор С. Шекмар

Заказ 10171/71 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303 Москвад Ж-Яд Ра шская наб.z д. 4/5

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