Емкостное накопительное устройство
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ (») 555 540 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.08.75 (21) 2162987/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.04.77.Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования описания 27.05.77 (51) М. Кл.
Н 03 К 5/156 (06 (7/18
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам иэаоретений и открытий (53) УДК 62 1. 87 4, . 05 Х (088, 8) (72) Автор изобретения
А. Г. Солод (71) Заявитель (54) ЕМКОСТНОЕ НАКОПИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится х области радиотехники и предназначено для использования в радиотехничесхих установках различного назначения, в частности в измерительной технике в хачестве преобразователя частоты в аналоговый сигнал, накопителя и т.д.
Известно емкостное накопительное устройство, содержашее повторитель напряжения, первый и второй МЙП-транзисторы, затворы которых объединены и подключены 1р к первому источнику управляюших импуль сов, а стохи - х источникам входных импульсов, третий и четвертый МДП-транзисторы, затворы хоторых объединены и подхлючены ко второму источнику управляюших тб импульсов, параллельно соединенные разрядный резистор и нахопительный конденсатор с одним заземленным выводом и дозируюший конденсатор, причем второй вывод параллельно соединенных разрядного резистсь- 20 ра и накопительного конденсатора подключен к истоку четвертого МДП-транзистора, а первая обхладка дозируюшего хонденсатора подключена к истоху второго MllII-транзистора 11). 25
Однако это устройство обладает достаточно высокой погрешностью.
Цель изобретения — уменьшение погрешности устройства за счет начального смете;ния и температурного дрейфа.
Это достигается тем, что в емкостном накопительном устройстве, содержашем повторитель напряжения, первый и второй МЛПтранзисторы, затворы которых объединены и подключены к первому источнику управляющих импульсов, а стоки — к источникам входных импульсов, третий и четвертый МЙПтранзисторы, затворы которых объединень и подключены хо второму источнику управляюших импульсов, параллельно соединенные разрядный резистор и накопительный конденсатор с одним заземленным выводом и дозируюший конденсатор, причем второй вывод параллельно соединенных разрядного резистора и накопительного конденсатора подключен к истоку четвертого МЩ1-транзиcтapa, а первая обхладка дозируюшего конденсатора подключена к истоку второго МЛП-транзистора, стохи третьего и четвертого МНПтранзисторов объединены и подключены к
555540 истоку первого МДП-транзистора и ко входу повторителя напряжения, истох третьего
МДП-транзистора подключен к истоку втсьрого МДП-транзистора и к первой обхладхе доэируюшего конденсатора, вторая обкладка которого подключена к выходу повторителя напряжения.
На чертеже представлена принципиальная схема устройства.
Емкостное накопительное устройство сос- а тоит из первого и второго МДП-транзисторов 1, 2, затворы хоторых подхлючены к первому источнику 3 управляющих импульсов, а стоки к источникам 4, 5 входных импульсов, третьего и четвертого МДП-тран-)s зисторов 6, 7, затворы хоторых подсоединены ко второму источниху 8 управляющих импульсов, разрядного резистора 9 и накопительного конденсатора 10, дозирующего конденсатора 11, повторителя напряжения 20 на МДП-транзисторе 12, стабилизатор тока на МДП-транзисторе 13.
При отсутствии импульсного сигнала на клемме источника 8 управляющих импульсов установится отрицательное напряжение, 25 которое открывает транзисторы 1, 2. В это время транзисторы 6, 7 закрыты. На левой обкладке дозирующего конденсатора
11 установится потенциал, равный U напряжения источника 5, на входе повторителя напряжения установится напряжение, равное
", напряжению источника 4, а на выходе повторителя и на первой обкладке конденсатора установится потенциал Ц - 0 (где о
U — падение напряжения между затвором и истоком транзистора 12). Зто падение будет оставаться постоянным при любых значениях напряжения, подаваемого на вход истокового повторителя, лежащего в пределах -Š— +Е,„ — Ц (где U будет состав- 4а лять сумму напряжений U ) и некоторого о минимального падения напряжения между стоком и истоком транзистора 1 3, позволяющего транзистору 13 работать в режиме генератора тока. Дозируюший конденсатор 45
11 зарядится до разности потенциалов, равной U „ — (LI„- U ) и заряд будет равен я,„,=cu,-со„-u,„)а с, ЗЛ 2 а1 д
50 где С - емкость хонденсатора 11.
При приходе импульсного сигнала транзисторы 1, 2 закрываются, а транзисторы
6, 7 открываются. Транзистор 6 цодключаетлевую обкладху дозируюшего хонденсатора 5
11 ко входу истокового повторителя, а транзистор 7 — к выходной клемме устройства и к накопительному конденсатору 10.
Дозируюший конденсатор 11 отдает часть заряда в накопительный хонденсатор. Beamчина остаточного заряда на дозируюшем конденсаторе будет равна ч аст а1 д где 9 в„,» величина остаточного заряда.
Очевидно, что величина заряда, передаваемая в накопительный хонденсатор, будет определяться где g — величина заряда, передаваемая в накопительный конденсатор.
После окончания импульса и с приходом второго импульса цикл работы повторяется.
Та аким образом, величина заряда, передаваемого с дозирующего конденсатора в накопительный, с приходом каждого импульса неизменна и определяется тольхо разностью потенциалов U» U и величин и
2 емкости дозируюшего конденсатора - С
П и р приходе Я импульсов величина заряда до на накопительном конденсаторе будет равна ) А < = ". "1) Д где Оцд - величина заряда, накопленного за
Я входных импульсов.
Величина и знак заряда на накопительном конденсаторе будут определяться величиной и полярностью разности аналоговых напряжений (Q„— Ц ).
Из вышеизложенного видно, что устройство в режиме нахопления исхлючает ошибку за счет неидентичности начальных смещений истоковых повторителей. Очевидно, что температурный дрейф, который будет сказываться на величине начального смешения, не будет вносить погрешности в работу устройства.
При работе устройства в режиме преобразователя частоты импульсных входных сигналов в аналоговое выходное напряжение параллельно нахопительному конденсатору подсоединяется разрядный элемент 9 (например, резистор). Если постоянная времени разрядного сопротивления и накопительного хонденсатора намного больше периода Т входных импульсных сигналов, то в установившемся режиме на выходной клемме установится постоянное напряжение с незначительными пульсациями. Разряд нахопительного конденсатора за один период Т через разрядное сопротивление будет компенсироваться зарядом, передаваемым из дозируюшего хонденсатора. Следовательно, можно написать равенство:
3blX — т=(ь -и с
А
Из этого равенства определяется вели555540
3 иВХ 3ИВь!К *
U) Ест чина выходного напряжения при работе ус ройства в режиме преобразователя частоты о„,„=(и,- и„) с„я, 1 где 7= — - частота импульсных сигналов.
Т
Так хак величина выходного напряжения в режиме преобразования зависит от разности входных аналоговых сигналов и не зависит от параметров повторителя, то и в этом режиме исключается ошибха, определяемая т.е. исхлючается ошибка за счет начального смешения повторителя за счет температур 15 ного дрейфа.
В случае использования в предлагаемом устройстве в качестве повторителя операционного усилителя, работаюшего в режиме усиления х 1, также исключается ошибха 2о за счет начального смешения и температурного дрейфа.
Увеличение точности преобразования устройства за счет исключения ошибки преобразования, вызванной неидентичностью пои 25 торителей и температурным дрейфом, позволит расширить области применения устройства. Элементы устройства позволяют его выполнение в виде интегральной схемы.
Формула изобретения
Емкостное накопительное устройство, содержашее повторитель напряжения, первый
Уф Уф
Ю и второй МЙП-транзисторы, затворы которых объединены и подключены к первому источнику управляюших импульсов, а стокик источникам входных импульсов, третий и четвертый МДП-транзисторы, затворы которых объединены и подключены ко второму источнику управляюших импульсов, параллельно соединенные разрядный резистор и накопительный конденсатор с одним заземленным выводом и дозируюший конденсатор, причем второй вывод параллельно соединенных разрядного резистора и нахопительного конденсатора подключен к истоку четвертого
МЙП-транзистора, а первая обкладка дозируюшего конденсатора подключена х истоку второго МДП-транзистора, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности устройства за счет начального смешения и температурного дрейфа, в нем стоки третьего и четвертого МДП-транзисторов объединены и подключены к истоку первого МДП-транзистора и ко входу повторителя напряжения, исток третьего МДПтранзистора подключен х истоку второго
МДП-транзистора и к первой обкладке дозируюшего хонденсатора, вторая обкладка которого подхлючена к выходу повторителя напряжения.
Источники информации, принятые во внимание при эхспертизе:
1. Авторсхое свидетельство СССР
¹500580 М. Кл . Н 03 К 5/156, 04. 06.7 3 (прототип).
ЫНИИПИ Заказ 473/29
Тираж 1052 Подписное
Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4