Аналоговое запоминающее устройство
Патент 543983
Авторы
Классы МПК
Аналоговое запоминающее устройство
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистимеских
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (") 548 983
{61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено07.03.75.(21) 2111084/24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.01.77, Бюллетень ¹ 3 (51) M Кл "С, 11 С 27/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР
IlD делам иэооретений и открытий (53) У ДК 68 1,3 27. 66 (088.8) (45) Дата опубликования описания 05.05.77, (72) Автор изобретения
М, А, Радько (71) Заявитель (54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮШЕЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к области измери— тельной техники и мэжет быть использэванэ в амплитудных вольтметрах или преобразователях амплитуды в интервал времени.
Известны устройства для запоминания 5 экстремальных значений напряжения, содержащее нелинейный элемент (диод) и накопительный элемент (конденсатор) (1) . Эти устройства имеют низкую точность запоминания напряжения. 10
Известно также устройство, содержащее операционный усилитель, неинвертируюший вход которого подключен ко входу устройства, накопительный элемент, например конденсатор, одна обкладка которого соединена 15 со входом истэкэвэгэ пэвторителя и через нелинейный элемент с выходом операционного усилителя, другая обкладка подключена к шине нулевого потенциала и к выходу ключа, один из входов которого соединен с управляю- 20 шим входом устройства, другой вход ключа соединен со входом истоковэго повторителя, а выход истокового повторителя подключен к инвертирующему входу операционного усилителя (21 . Недостатком этого устройства 25 является наличие погрец;ности хр»нения з»вЂ” помненного значения напряжения.
Целыс изобретения является повн.шепце точности хранения информации.
Поставленная цепь достигается тем, что в устройство введены дополнительные ключи и последсватс:п,но сооднцецпь е компаратор, формирователь и триггер, единичный H нулевой выходы которсг" подключены к эд— ним из входов дополнительных ключей сээтветственнэ,выходы дэпэпнительных ключей сэединены с инвертируюц.нм входом опер»ционного усилителя, другой вход первого дополнительного ключа подключен к лине питания, другой вход второго дэпэпнительног о ключа соединен сэ входэм цстэкэвэгэ повторителя и с первым выходом устройства, второй вь— ход котэрсго подкпю ен K выходу формирователя и одному;из входов триггера, другой вход которого соединен с шиной установки
"0", а другой вход компаратора соединен с Выходом Операционного усилителя.
Это позволяет во время хранения информации отключать накопителы;ый элемент от входа операционного уси;шталя, чтэ уве»II543983
10 чивает постоянную времени разряда накопительного элемента, а также сформировать импульс, передний фронт которого практически соответствует моменту запоминания экстремального значения напряжения. 5
На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, Устройство содержит операционный усилитель 1, к выходу которого через нелинейный элемент 2 подключен накопительный элемент, например конденсатор 3. К этой же обкладке конденсатора через истоковый повторитель 4 подключен первый вход компаратора 5, второй вход которого соединен ,с выходом операционного усилителя 1. Вы- 15 ход компаратора 5 соединен через формирователь 6 со входом записи "единицы" триггера 7, единичный выход которого подключен к одному из входов ключа 8, а нулевой — к одному из входов ключа 9. Второй вход ключа 8 подключен к шине питания 10, а второй вход ключа 9 — ко входу истокового повторителя 4. Выходы ключей 8 и 9 объединены и соединены с инвертирующим входом операционного усилителя 1, Вторая обк- 5 ладка конденсатора 3 соединена с шиной нулевого потенциала и, кроме того, через клю т
11 с первой обкладкой. Второй вход ключа
11 соединен с входом 12 управления. Напряжение, экстремальное значение которого запоминается, подается по входу 13, соединенному с неинвертирующим входом операционного усилителя 1. Выходное напряжение устройства, равное запомненному, подается по выходу 14, Импульс, передний фронт З5 которого соответствует моменту времени перехода входного сигнала через экстремум, поступает по выходу 15.
Сигнал установки "О" устройства подается по входу 16, к которому подключен ну- 40 левой вход триггера 7. При этом триггер
7 устанавливается в исходное состояние, при котором выходным сигналом этого триггеРа ключ 8 закрыт, а ключ 9 открыт. С помощью ключа 9 замкнута цепь отрицательной обратной связи, последовательно соединенных операционного усилителя 1 и нелинейного элемента 2.
При поступлении по входу 13 нарастающего напряжения напряжение на накопитель 50 ном элементе также растет. Так как коэффициент отрицательной обратной связи цепи операционный усилитель - нелинейный элемент равен 1, коэффициент усиления этой цепи близок к 1 (ввиду того, что коэффи- 55 циент усиления операционного усилителя без отрицательной обратной связи значительно превышает 1). Поэтому напряжение на накопительном элементе 3 практически повторяет входное до тех пор, пока напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя не начнет уменьшаться. При этом начинает уменьшаться напряжение и на выходе операционного усилителя, нелинейный эл ем ент (наприм ер диод } при этом оказывается включенным в обратном направлении и закрывается, разрывая цепь отрицательной обратной связи. Напряжение на выходе операционного усилителя изменяется по закону
U,, K(U,„-U„,1, К где К вЂ” коэффициент усиления операционного усилителя без отрицательной обратной связи (К>) 1);
U -текущее значение напряжения на входе устройства;
Uqq- напряжение на накопительном элементе 3, равное максимальному значению входного напряжения V
НЗ Зх мОкС
Так как выход операционного усилителя отключается от накопительного элемента 3, напряжение на накопительном элементе о тается квазипостоянным. В момент равенства выходного напряжения операционного усилителя выходному напряжению истокового повторителя 4, подключенного входом к накопительном элементу 3, компаратором 5 вырабатывается перепад напряжения, по фронту которого формируется импульс с помощью формирователя 6, перебрасывающий триггер
7 в "единичное" состояние. Выходным сигналом триггера 7 закрывается ключ 9, отключая накопительный элемент 3 от инвертирующего входа операционного усилителя 1, и открывается ключ 8, подавая на инвертирующий вход этого усилителя напряжение питаниями„и заведомо большее, чем напряжение на накопительном элементе 3 )пит 1 на
Разбаланс напряжений на входах операционного усилителя увеличивается (V,„- U„) > (u,„- tJ„,), Ы) поэтому напряжение на его выходе еще более уменьшается.
Накопительным элементом 3 будет запомнено экстремальное (в данном случае максимальное) значение напряжения выходного сигнала. Причем, после окончания процесса запоминания накопительный элемент оказывается отключенным не только от выхода операционного усилителя 1 (с помощью нелинейного элемента 2), но и от входной цепи этого усилителя (с помощью ключа 9), тем самым повышается точность хранения запомненного напряжения.
Передний фронт импульса, поступающего по выходу 15 устройства, при этом практически совпадает с моментом запоминания экстремального значения входного напряжения, 543983
Заказ 887/66
9 Подписное
ПП "Патент", д, ул. Проектная, -::
Разряд накопительного элемента 3 осуществляется при поступлении по входу 12 управляющего импульса, открывающего ключ
11. При этом накопительный элемент 3 шунтируется сопротивлением открытого ключа 11.
Наличие компаратора формирователя, триггера и двух ключей, соединенных по описанной схеме позволяет при использовании в качестве ключей МОП-транзисторов без снижения быстродействия схемы значительно увеличить точность хранения напряжения. При этом обеспечивается возможность дальнейшего преобразования запомненного значения напряжения в экспоненциально изменяющееся, а также выделения момента времени, соответст- 5 вующего моменту перехода напряжения входного сигнала через экстремум. В результате с применением предлагаемого устройства существенно повышается точность экспоненциальных преобразователей экстремальных значений напряжения во временной интервал, а следовательно, и точность измерительных приборов.
Формула изобретения
Аналоговое запоминающее устройство, содержащее операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен ко входу ЗО устройства, накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена со входом истокового повторителя и через нелинейный элемент с выходом операционного усилителя, другая обкладка конденсатора подключена к шине нулевого потенциала и к выходу ключа, один из входов которого соединен с управляющим вхо— дом устройства, другой вход ключа соединен со входом истокового повторителя, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности хранения информации, в устройство введены дополнительные ключи и последовательно соединенные компаратор, формирователь и триггер, единичный и нулевой выходы которого подключены к одним из входов дополнительных ключей соответственно, выходы дополнительных ключей соединены с инвертирующим входом операцион— ного усилителя, другой вход первого дополнительного ключа подключен к шине питания, другой Вход второго дополнительного ключа соединен со входом истокового повторителя и с первым выходом устройства, второй выход которого подключен к выходу формирователя и одному из входов триггера, другой вход которого соединен с шиной установки
"О", другой вход компаратора соединен с выходом операционного усилителя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Нетребенко К. А. Компенсационные схемы амплитудных вольтметров и указателей экстремума. М., "Энергия", 1967, с.4, 2. Глазов М, Н. и др. Типовые функциональные элементы автоматики на интеграль— ных операционных усилителях. — "Приборы и системы управления", Л". 7, 1973.