Аналоговое запоминающее устройство

Аналоговое запоминающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

633073 где необходима точная количественная оценка информации.

Целью изобретения яьляется повышение точности и увеличение времени хранения информации.

В описываемом устройстве это достигается тем, что дополнительно со- 5 держит блок сравнения, блок коррекции, блок подзаряда, элемент задержки, ключи и дополнительный повторитель напряжения, выходы которого соединены со вторым входом дифференци- j0 ального усилителя, с первым выходом блока коррекции и одним из входов блока сравнения соответственно, вход дополнительного повторителя напряжения соединеи со вторьэ4 выходом блока коррекции, один из входов которого соединен с выходом дифференциального усилителя другой Вход блока коррек» ции подкхпочен .к другому выходу повторителя напряжения и другому входу блока сравнения, выход которого соединек а входом блока подзаряда, выход блока аодэаряда через первый ключ подйточен к накопительному элементу, один из выходов повторителя напряжения подключен через последовательно соединенные второй ключ и элемент задержки .к шине нулевого потенциала. При этом блок коррекции содержит ключи, МОП-транзистор, резисторы, конденсаторы, оптроиы и AC -uenB 30 причем эмиттер фототранзистора первого оптрона соединен с.коллектором фототранзистора второго оптрона- и через последовательно соединенные первый ключ и первую QC -цепь — c 85 шиной нулевого потенциала, змиттер фототранзистора второго оптрона соединен со вторым выходом блока коррекции и через резистор и последовательно соединенные второй ключ и вторую 40

RC -цепь — с шиной нулевого потенциала, катод светодиода второго оптрона через последовательно соединенные

МОП-транзистор и первый резистор подключен к шине нулевого потенциала, затвор МОП-транзистора соединен с одним из входов блока коррекции, эмиттер фототранзистора третьего оптрона через второй резистор соединен с третьим выходом блока коррекции, катод светодиода третьего оптрона через третий резистор соединен с первым выходом блока коррекции, катод светодиода первого оптрона через четвертый резистор соединен с другим входом блока коррекции, аноды аветоциодов всех оптронов и коллекторы фототранзисторов первого и третьего оптронов соединены с шинами напряжения питания.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема описы- 60 ваемого устройства.

Оно содержит повторитель напряжения 1 и дополнительный повторитель .напряжения 2, выполненные на ИОП-транзисторах 3 и 4 (с индуцированным каналом и -типа), истоки которых, являющиеся одними выходами повторителей напряжения 1 и 2, соединены соответственно " первым и вторым выходами дифференциального усилителя 5.

Стоки ИОП-транзисторов 3 и 4 являющиеся другими выходами повторителей напряжения 1 и 2, подключены ко входам блока сравнения 6, причем указанный выход повторителя напряжения 1 соединен также со входом блока коррекции 7, а указанный выход дополнительного повторителя напряжения 2 соединен с первым выходом блока коррекции 7. Вход повторителя 1 соединен с ключом 8 и накопительным элементом (конденсатором) 9, а вход дополнительного повторителя напряжения 2 подключен ко второму выходу блока коррекции 7. Выход блока сравнения 6 соединен со входом блока подзаряда 10, выход которого через первый ключ 11 подключен ко входу повторителя напряжения 1, выход которого через второй ключ 12 подсоединен к элементу задержки 13, соединенному с шиной нулевого потенциала. Блок коррекции 7 содержит первый ключ 14, второй ключ 15, MOII-транзистор 16, первый оптрон 17, второй оптрон 18, третий оптрон 19, первый резистор 20, второй резистор 21, третий резистор

22, четвертый резистор 23 и резистор

24, конденсаторы 25 и 26, первую

RC -цепь 27 и вторую ЯС -цепь 28, .нагрузочный резистор 29. Эмиттер фототранзистора первого оптрона 17 сое. динен с коллектором фототранзистора второго оптрона 18 и через последовательно соединенные первый ключ 14 и первую Ti, С -цепь 27 — с шиной нулевого потенциала. Эмиттер фототранзистора второго оптрона 18 соединен со вторым выходом блока коррекции 7 и через резистор 24 и последовательно соединенные второй ключ 15 и вторую RC -цепь 28 — c шиной нулевого потенциала. КатОд светодиода второго оптрона 18 через последовательно соединенные МОП-транзистор 16 и первый резистор 20 подключен к шине нулевого потенциала, а затвор МОПI ðàíçècToðà 16 соединен с одним из входов блока коррекции .7. Эмиттер фототранзистора третьего оптрона 19 через второй резистор 21 соединен с третьим выходом блока коррекции 7, катод светодиода третьего оптрона 19 через третий резистор 22 соединен с первым выходом блока коррекции 7, а катод светодиода первого оптрона 17 иерез четвертый резистор 23 соединен со входом блока коррекции 7, Аноды светодиодов всех оптронов 17, 18 и 19 и коллекторы фототранзисторов первого и третьего оптронов 17 и 19 соединены с шинами напряжения питания.

Работа устройства состоит из режима установления заряда на накопитель633073 ном элементе 9 и режима хранения заряда (информации), причем режим установления заряда в зависимости от характера (увеличения или уменьшения) изменяющегося напряжения, подлежащего запоминанию, может быть режимом увеличения или уменьшения заряда на накопительном элементе 9. В режиме установления (увеличения) заряда на накопительном элементе 9 ключи 14 и

l5 блока коррекции, а также ключи 11 и 12 — разомкнуты, а ключ 8 — замкнут, С возрастанием напряжения на накопи- (О цержки 1, изменение напряжения на истоке МОП-транзистора 3 и на стоке

МОП-транзистора 4, определяемое напряжением на резисторе 24. Следовательно, в течение некоторой части (начального участка) времени задержки т. напряжение на входе дифференциального усилителя 5 и на стоке

МОП-транзистора 4 остается практически неизменнно, а напряжение на стоке

МОП-транзистора 3 изменяется (повышается), поскольку уменьшается проводимость его клапана, из-за понижения

35

50 тельном элементе 9 увеличивается проводимость канада МОП-транзистора 3, что вызывает увеличение тока через светодиод первого оптрона 17 блока коррекции 7. При этом возрастающее излучение света светодиода первого оптрона 17 посредством оптической связи, обеспечивающей гальваническую развязку и повышение устойчивости, увеличивает проводимость фототранэистора этого оптрона. Это вызывает увеличение тока по цепи от источника Е2 через фототранзистор первого оптрона 17, не полностью откры" тый фототранзистор второго оптрона

18 и резистор 24. Возрастающее напряжение на резисторе 24 блока кор рекции 7 по абсолютной величине повторяет напряжение на накопительном элементе 9. Если это напряжение на каком-либо участке рабочего диапазона запоминаемых напряжений не равно напряжению на накопительном элементе 9, то под действием появившегося сигнала разбаланса, поступающего с повторителя напряжения 1 и дополнительного повторителя напряжения 2 на входы дифференциального усилителя 5, выходной сигнал которого поступает на МОП-транзистор 16, изменяется проводимость фототранзистора второго оптрона 18 блока коррекции

7 так, что напряжени, на резисторе 24 становится равным напряжению на накопительном элементе 9, т.е. осуществляется постоянное отслеживание сигнала. Если напряжение поступающее на накопительный элемент 9 после возрастания начинает уменьшаться, то на резисторе 24 блока коррекции 7 оно по абсолютной величине повторяется также.

Конденсаторы 25 и 26 обеспечивают неизменность напряжения на резисторе

24 и на коллекторе фототранзистора второго оптрона 18 непосредственно до и после коммутации при переключении на режим хранения заряда.

В режиме хранения заряда на накопительном элементе 9 ключ 8 — разомкнут, ключи 14 и 15 блока коррекции, а также ключи 11 и 12 — замкнуты.

Изменение напряжения на накопительном элементе 9 за счет утечек его заряда должно вызывать через некоторое время, называемое временем запотенциала на его затворе, соеди- . ненного с накопительным элементом 9.

Таким образом, в это время нарушается равенство напряжения на стоках

МОП-транзисторов 3 и 4.

Под действием разности напряжения на входе блока сравнения 6, управляющего работой блока подзаряда 10, восстанавливается потенциал на накопительном элементе 9 путем его подзаряда, осуществляемого блоком подзаряда 10. При этом время восстановления значительно меньше времени задержки т., Для детального анализа работы yròройства рассмотрим время задержки 1Э

Представим изменяющееся напряжение на накопительном конденсаторе в виде бесконечной суммы ступенек или импульсов.. Каждый такой импульс характеризуется экспоненциальным фронтом с постоянной времени изменения

Этот импульс поступает на вход схемы блока коррекции, обладающей свойством интегрирующей цепи с постоянной времени ц,.

Известно, что вид функции, выражающей сигнал на выходе интегрирующей цепи, определяется в зависимости от соотношения между 1 и14 . При = с о и t )v < р сигнал (напряжение) на выходе интегрирующей цепи сдвигается во B åìåíè, т.е. имеет место задержка сигнала. Так, например, известно, что в случае идеального скачка при ь 1 время задержки определяется t g = 0,45 . При, этом время восстановления потенциала. на накопительном конденсаторе должно быть значительно меньше-времени задержки, т.е, должно соблюдаться условие t »» t > причем время восстановпения определяется постоянными времени блоков сравнения и подзаряда.

Следовательно, повышается точность описываемого устройства и увеличивается время хранения информации.

Кроме того, за счет малого времени восстановления потенциала на накопительном конденсаторе разброс величины сопротивления его изоляции не вносит погрешности в процессе хранения информации.

Таким образом, описываемое аналоговое запоминающее устройство обеспечивает хранение информации с более б33073 высоким классом точности длительное время (обеспечивается практически неизменное во времени хранение информации), что позволяет использовать его не только в хроматографической аппаратуре, но и как блок аналоговой памяти в целом ряде систем автоматики и телемеханики, в информационноизмерительной и вычислительной технике, в устройствах регулирования и управления технологическим процессом, в решении задач автоматизации научного эксперимента, в системах связи, основанных на методе накопления и корреляционном методе приема, где обязательным элементом служат накопители сигнала, а также и в других устройствах, где требуется для целей измерения или управления накопление информации в аналоговой форме.

Формула изобретения

1. Аналоговое запоминающее устройство, содержащее повторитель напряжения, вход которого подключен через накопительный элемент к шине нулевого потенциала, один из выходов повторителя напряжения соединен с первым входом дифференциального усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности 30 и увеличения времени хранения, устройство содержит блок сравнения, блок коррекции, блок подэаряда, элемент задержки, ключи и дополнительный повторитель напряжения, выходы которого 35 соединены со вторым входом дифференциального усилителя, с первым выходом блока коррекции и одним из вхоцов блока сравнения соответственно, вход дополнительного повторителя напряжения соединен со вторым выходом блока коррекции, один иэ входов которого соединен с выходом дифференциального усилителя, другой вход блока коррекции подключен к другому выходу повтори- 45 теля напряжения и другому входу блока сравнения, выход которого соединен с входом блока подзаряда, выход блока подзаряда через первый ключ подключен к накопительному элементу, один из выходов повторителя напряжения подключен через последовательно соединенные второй ключ и элемент задержки к шине нулевого потенциала.

2. Аналоговое запоминающее устройство по и 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок коррекции содержит ключи, МОП-транзистор, резисторы, конденсаторы, оптроны иЧС -цепи, причем эмиттер фототранзистора первого оптрона соединен с коллектором фототранэистора второго оптрона и через последовательно соединенные первый ключ и первую ЯС -цепь — с шиной нулевого потенциала, эмиттер фототранэистора второго оптрона соединен со вторым выходом блока коррекции и через резистор и последовательно соединенные второй ключ и вторую

RC -цепь — с шиной нулевого потенциала, катод светодиода второго оптрона через последовательно соединенные

МОП-транзистор и первый резистор подключен к шине нулевого потенциала, затвор МОП-транзистора соединен с одним иэ входов блока коррекции, эмиттер фототранзистора третьего оптрона через второй резистор соединен с третьим выходом блока коррекции, катод светодиода третьего оптрона через третий резистор соединен с первым выходом блока коррекции, катод светодиода первого оптрона через четвертый резистор соединен с другим входом блока коррекции, аноды светодиодов всех оптронов и коллекторы фототранзисторов первого и третьего оптронов соединены с шинами напряжения питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США М 388678б, кл. 7327, 1975.

2. Конев Ю.И. Электронная техника в автоматике. Советское радио, М,, 1975, с. 140-144.

633073

Составитель A. Воронин

Редактор Л. Тюрина Техред н.андрейчук Корректор В. Се дюк

Заказ 6561/42 Тираж 675 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Раушская наб. . 4)5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектнан, 4