Способ формирования опорного ряда пакетов материальных частиц (1/2) в степени м и устройство для его осуществления

Способ формирования опорного ряда пакетов материальных частиц (1/2) в степени м и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электронной технике и касается изменения величины пакетов материальных частиц, например зарядовых пакетов в микросхемах с зарядовой связью. Цель изобретения - повышение точности формирования опорного ряда за счет уменьшения систематической погрешности деления-достигается тем, что две части, на которые делится некоторый пакет материальных частиц из опорного ряда, подвергаются дополнительной процедуре уравнивания, заключающейся в делении каждой из полученных частей еще на две части с одинаковой систематической погрешностью и последующем попарном суммировании полученных частей таким образом, чтобы систематические погрешности частей вычитались. Устройство формирования опорного ряда пакетов материальных частиц (1/2) в степени М содержит входной накопитель 1, с первого по пятый (2, 7, 8, 11, 12 соответственно) переключатели, промежуточный входной накопитель 5, делитель 6, первую 3 и вторую 4 линии задержки, первый 9 и второй 10 промежуточные выходные накопители и первый 13 и второй 14 выходные накопители. 2 с. и 6 6 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l )4 G 05 В 24/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4249541/24-24 (22) 09.03.87 (46) 15.11.89. Бюл. Ф 42 (75) А.А.Чайкин, Д.В.Кузнецов и А.В.Матвеев (53) 681.325(088.8) (56) Патент США М 4171521, кл. Н 03 К 13/06» 1976.

Патент США М 3930255, кл. G 05 В 24/00, 1974. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ОПОРНОГО

РЯДА ПАКЕТОВ МАТЕРИАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ (!/2)

В СТЕПЕНИ М И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электронной технике и касается изменения величины пакетов материальных частиц, например зарядовых пакетов в микросхемах с зарядовой связью. Цель изобретения — повышение точности формирования опорного ряда за счет уменьшения систематической погрешности деле„„SU„„1522) 61 А1 ния — достигается тем, что две части, на которые делится некоторый пакет материальных частиц из опорного ряда, подвергаются дополнительной процедуре уравнивания, заключающейся в депении каждой из полученных частей еще на две части с одинаковой систематической погрешностью и последующем попарном суммировании полученных частей таким образом, чтобы систематические погрешности частей вычитались. Устройство формирования опорного ряда пакетов материальных частиц (1/2) в степени M содержит входной накопитель

1, с первого по пятый (2, 7, 8, 11, 12 соответственно) переключатели, промежуточный входной накопитель

5, делитель б, первую 3 и вторую 4 линии задержки, первый 9 и второй

10 промежуточные выходные накопители и первый 13 и второй 14 выходные на- копители. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

I 522 1 61

Изобретение относится к управлению, а именно к изменению величины пакетов материальных частиц, например зарядовых пакетов в микросхемах с зарядовой связью, волновых пакетов в устройствах на поверхностных акустических волнах и др., и может быть использовано, например, для создания цифроаналоговых и аналого-цифровых 10 преобразователей.

Целью изобретения является повышение точности формирования опорнога ряда эа счет уменьшения систематической погрешности деления, 15

На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства," на фиг.2 — один из вариантов его реализации; на фиг.3 — временные диаграммы управляющих сигналов. 20

Способ формирования опорного ряда пакетов материальных частиц (1/2) в степени М заключается в том, что после деления с систематической погрешностью пакета материальных частиц К(М-1) на два пакета материальных частиц Kl и К2, где Кl > К2, вводится процедура уравнивания, заключающаяся в том, что каждый из двух пакетов материальных частиц Kl и К2 подвергается делению с той же систематической погрешностью на два пакета материальных частиц, причем Кl делится на пакеты материальных частиц

Kl1 и К12, где K11.> K12 делится на пакеты материальных частиц К21 и К22, где К21 ) К?2, а затем полу.ченные четыре пакета материальных

l частиц объединяются в два К 1

Kl1 + К22 и К 2 = К12 + К21, иэ 40 которых один используется в качестве

М-го члена K(N) опорного ряда паке

1 тав материальных частиц (l/2,, встепени М, а другой используется для формирования следующих членов опорного ряда пакетов материальных частиц (1/2) в степени М„

Повышение точности способа формирования опорного ряда пакетов материальных частиц (1/2) в степени

М достигается, если после получения двух пакетов материальных частиц

К 1 и К 2 они вновь подвергаются процедуре уравнивания, повторяющейся .Р раз (P — целое положительное число)., 55

Устройство формирования опорного ряда пакетов материальных частиц (1/2) в степени М (фиг.l) содержит входной накопитель 1, вход которого является входом устройства формирования опорного ряда пакетов материальных частиц (I/2) в степени М, первый переключатель 2, первую 3 и вторую

4 линии задержки, промежуточный входной накопитель 5, делитель 6, четвертый переключатель 7, пятый переклю-, чатель 8, первый промежуточный выходной накопитель 9, второй промежуточ.ный выходной накопитель 10, второй переключатель 11, третий переключатель 12, первый и второй выходные накопители 13 и 14, выходы которых являются выходами устройства формирования опорного ряда пакетов материальных частиц (1/2) в степени М.

Принцип работы устройства, изображенного на фиг.l, следующий.

Исходный пакет материальных частиц

К поступает во входной накопитель 1.

Пройдя через входной накопитель, пакет материальных частиц К подвергается процедуре уравнивания, заключающейся в том, что он поступает на первый вход переключателя 2, находящегося в первом положении и, пройдя через него, поступает в промежуточный входной накопитель 5. Затем пакет материальных частиц К с выхода промежуточного входного накопителя

5 поступает в делитель 6, где делится на два пакета материальных частиц

Kl и К2, поступающие. соответственно на входы переключателей 7 и 8, находищихся в первом положении. Пройдя через них, пакет материальных частиц

Кl поступает в промежуточный выходной накопитель 9, а пакет материальных частиц К2 поступает в промежуточньй выходной накопитель 10. Из накопителей 9 и 10 пакеты материальных частиц К1 и К2 поступают соответственно на входы переключателей ll u

12, находящихся во втором положении, и, пройдя через них, поступают соответственно в линии 3 и 4 задержки.

Затем пакет материальных частиц Kl из линии 3 задержки поступает на второй вход переключателя 2 и аналогично пакету материальных частиц К делится на пакеты материальных частиц Kll и Kl? поступающие соответственно в накопители 9 и 10, При этом переключатели 11 и 12 находятся в разомкнутом состоянии (т,е, вход переключателя не подключен ни к одному иэ его выходов). Затем пакет материальных частиц К2 иэ линии 4 за1522161

20

55 держки.поступает на третий вход переключателя 2 и аналогично пакету материальных частиц К делится на пакеты материальных частиц К21 и К22, поступающие соответственно на входы переключателей 7 и 8, находящихся во втором положении, и, пракдя через них, пакет материальных частиц К21 поступает в промежуточный выходной накопитель 10, где соединяется с пакетом материальных частиц К12 с образованием пакета материальных частиц

К 2, а пакет материальных частиц К22 поступает в промежуточный выходной накопитель 9, где соединяется с пакетом материальных частиц Kll с образованием пакета материальных частиц

К 1. Затем пакеты материальных час-! / тиц К 1 и К 2 из промежуточных выходных накопителей 9 и 10 поступают соответственно на входы переключателей

ll и 12.

Если переключатели ll и 12 находят ся во втором положении, то пакеты материальных частиц К 1 и К 2 поступают соответственно в линии 3 и 4 задержки, и процедура уравнивания повторяется аналогично описанной. Если переключатель 11 (или 12) находится в первом положении, а переключатель

12 (или 11 1 во втором положении, то пакет материальных частиц К 1 (или

К 2) поступает в выходной накопитель 13 (или 14) и затем выводится иэ устройства. В дальнейшем пакет материальных частиц K I (или К 2) используется как первый член опорного ряда пакетов материальных частиц (1/2) в степени М, а пакет материальных частиц К 2 (или К 1)

/ через переключатель 12 (кли Il), находящийся во втором положении, через линию 4 (или 3) задержки поступает на третий (или второй) вход переклю-. чателя 2 и аналогично пакету материальных частиц К используется для формирования последующих членов опорного ряда пакетов материальных частиц (1/2) в степени М.

Одна из возможных реализаций устройства ил.»юстрируется фиг.2, где изображена структура устройства формирования опорного ряда пакетов материальных частиц 1/2 в степени М на основе микросхем с зарядовой связью.

Устройство формирования опорного ряда пакетов материальных частиц

1/2 в степени М, изображенное на фиг.2, содержит входной накопитель, выполненный в виде электрода 15, первый переключатель, выполненный в виде электродов 16-IS первую линию задержки, вьп»олненную в виде электрода 19, вторую линию задержки, выполненную в виде электрода 20, промежуточный накопитель, выполненный в виде электрода 21, делитель, выполненный в виде электродов 22-24, второй переключатель, выполненный в виде электродов 25 и 26, третий переключатель, выполненный в виде электродов 27 и 28, первый и второй промежуточные выходные накопители, выполненные соответственна в виде электродов 29 и 30, четвертый переключатель, выполненный в виде электродов 31 и 32, пятый переключатель, выполненный в виде электродов 33 и 34, первый и второй вшхадные накопители, выполненные соответственно в виде электродов 35 и 36.

Электроды располагаются на полупроводниковой подложке и отделяются от нее тонким слоем диэлектрика.

Пркнцип работы устройства, изображенного на фиг.2, следующий.

Исходный зарядовый пакет К поступает в потенциальную яму под электродом 15 и затем с помощью электродов

16 и 21 переносится в потенциальную яму под электродами 22-24 при закрытых электродах 17, 18, 32, 33, 31 и

34. После этого электрод 21 также закрывается. Затем электрод 23 закрывается, и зарядовый пакет К делится на два зарядовых пакета Kl и К2, находящихся соответственно под электродами 22 и 24, Затем зарядовый пакет К1 с помощью электродов 31, 29 и 26 перемещается под электрод 19, а эарядовьп пакет К2 с помощью электродов 33, 30 и 28 перемещается под электрод 20. После этога происходит процедура уравнивания, состоящая в том, что "-арядовьн» пакет К1 из-пад электрода 19 с помощью электродов

17 и 21 перемещается в потенциальную яму под электродами 22-24, где аналогично зарядовому пакету К делится на два зарядовых пакета Kll и К12, находящихся соответственно под электродами 22 и 24, Затем зарядовый пакет KII с помощью электрода 31 перемещается под электрод 29, а зарядовый пакет К12 с помощью электро1522161

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1.Способ формирования опорного ряда пакетов материальных частиц (1/2) в степени М, где М изменяется от 1 до Р» à P — число членов oIIQD

55 да 33 перемещается под электрод 30.

После этого зарядовый пакет К2 из-под электрода 20 с помощью электродов

1,8 и 21 перемещается в потенциальную яму под электродами 22-24 и аналогич5 но зарядовому пакету К делится íà зарядовые пакеты К21 и К22, находящиеся, соответственнр» под электродами 22 и 24. Затем зарядовый пакет К21 с помощью электрода 32 перемещается под электрод 30, где объединяется с зарядовым. пакетом K12 с образованием зарядового пакета К 2, а

1 зарядовый пакет К22 с помощью электрода 34 перемещаешься под электрод

29, где объединяется с зарядовым пакетом Kll,с образованием зарядового пакета К 1. На этом первая процедура, I уравнивания заканчивается. После выполнения первой процедуры уравнива,ния зарядовые пакеты К 1 и К 2 могут быть перемещены с помощью электродов

26 и 28-под электроды 19 и 20 соответственно, и вновь подвергнуты про- 25 цедуре уравнивания, аналогично зарядовым пакетам К! и К2. Или зарядовый пакет К 2 (К 1) из-под электрода

30 (29) с помощью электрода 27 (25) перемещается под электрод 36 (35) и 30 используется в качестве первого члена опорного ряда зарядовых пакетов 1/2 в степени М. А зарядовый пакет К 1 (К 2) из-под электрода 29 (30) с поI мощью электродов 26, 19, 17 (28, 20, 18) перемещается под электрод 21 и используется для формирования последующих членов опорного ряда аналогично зарядовому пакету К.

На фиг.3 приведена временная диа- 40 грамма импульсов напряжений, подаваемых на электроды устройства, изображенного на фиг.2, в процессе его работы, в соответсТвии с описанием работы (при выполнении одной процедуры уравнивания). Диаграмма приводится для прибора, сформированного на полупроводниковой подложке N-типа. Высокий уровень соответствует улевому УРовню (например 0 В), а низкий уровень низкому (например

-10, -15 В), ного ряда пакетов материальных частиц, отличающийся тем, что, с целью пов ш ения точности формирования эа счет уменьшения систематической погрешности деления, после деления (М-1)-го пакета материальных частиц с систематической погрешностью на две части Кl и К2, где

Kl ) К2, выполняется процедура управления полученных частей, заключающаяся в том, что каждый из двух пакетов материальных частиц К! и К2 подвергается делению с той же систематической погрешностью на две части Kll, K12 и К21, К22 соответственно, причем .

Kl1 ) К12 и К21 ) К22, и затем полученные четыре пакета объединяются .( в два новых пакета К 1 = Кll + К22 и К 2 = К!2 + К21, один из которых используется в качестве К(М)-ro члена опорного ряда пакетов материальных частиц, а другой — для последующего деления.

2.Способ по п.l, о т л и ч а ю— щ и .й с я тем, что после получения двух пакетов материальных частиц

К 1 и К 2 они вновь подвергаются процедуре уравнивания, повторяющейся некоторое число раз, определяемое требуемой точностью.

З.Устройство формирования опорного ряда пакетов материальных частиц (l/2) в степени М, содержащее с перного по третий переключатели, делитель„ первую и вторую линии задержки, выходы которых соединены с BTQ рым и третьим входами первого переключателя соответственно, первый и второй выходы делителя соединены соответственно с входами второго и третьего переключателей, входы первой и второй линий задержки соединены с вторыми выходами второго и третьего переключателей соответственно, вход делителя соединен с выходом первого переключателя, первый вход которого является входом, а первые выходы второго и третьего переключателей являются соответственно первым и вторым выходами устройства, о т л и ч а .ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности .формирования опорного ряда пакетов за счет уменьшения систематической погрешности, в него дополнительно введены четвертый и пятый переключатели, входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами делит»1522

9 ля, первый выход четвертого переключателя соединен с вторым входом первого промежуточного выходного накопителя, а первый выход пятого пере5 ключателя соединен с вторым выходом четвертого переключателя и входом второго промежуточного выходного накопителя.

4.устройство по п,3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что между вы- )О ходом первого переключателя и входом делителя дополнительно введена промежуточная линия задержки, а между первым выходом пятого переключателя и входом третьего переключателя до- 15 полнительно введен промежуточный выходной накопитель.

5.Устройство по п.3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что между первыми выходами четвертого и пятого 2ц переключателей и входами второго и третьего переключателей дополнительно введены первый и второй промежуточные выходные накопители, 25

161 1О б,устройство по пп.3 и S, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с ,целью расширения функциональвых возможпостей, между выходом первого переключателя и входом делителя введен промежуточный входной накопитель, 7.устройство по пп.3-6, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что во входную цепь устройства дополнительно введен входной накопитель, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом первого пе-. реключателя.

8,Устройство по пп.3-7, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нега дополнительно введены первый и второй выходные накопители, входы которых соединены с первыми выходами второго и третьего переключателей, а выходы являются первым и вторю:. выходами устройства соответствен:o, 1522161

f5

16

1У

18

1У

О

И

zz

Л

?5

26 г7 Z8

УУ

31 яг

Л

ЯФ

Я

ДЮ

0 юмам (ф

Составитель О.Гречухина

Техред A.Кравчук Корректор С,Черни

Редактор Т.Парфенова

Заказ 696)/44

Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

tt II