Аналоговое запоминающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О. С. Андреев, M.Г1. Корытный и Л.А. убицкйй

/ (.-, «

« (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АНАЛО ГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ YCTPOACTBO

Изобретение относится к вычисли- тельной.и контрольно-измерительной технике и предназначено для систем сбора и передачи данных, уЧтройств аналого-цифрового ввода — вывода в

3ВМ и аналого-цифровых преобразователей.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее входной и выходной усилители, три аналоговых ключа и накопительный элемент (1j.

Недостатком данного устройства является низкая точность, вызванная прохождением части импульса управления через паразитные емкости ключа

15 на накопительный элемент при переключении устройства из режима записи в режим хранения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ана20 логовое запоминающее устройство, которое содержит входной усилитель, вХод коч;срого через первый и второй ключи -соединен с входом и выходом уст.ройства, выходной усилитель, первый вход которого через третий ключ соединен с выходом устройства, и накопительный элемент, включенный между выходом входного и первым входом выходного усилителя (2).

Недостатком этого аналогового запоминающего устройства являются низкие быстродействие и точность. При переключении устройства из режима sanucu в режим хранения часть импульса управления, прикладываемого к третьему ключу, проходит по еГо паразитным емкостям на накопительный элемент и накладывается на полезный сигнал, что приводит к появлению погрешности переключения. В режиме хранения возникает также погрешность, с вызванная дозарядом накопительного элемента входным током выходного усилителя. В режиме записи выходное напряжение устройства близко к нулю, а выходное напряжение входного усилителя отслеживает напряжение на входе

I 868 4 ется ко входу усилителя 5, выходное напряжение которого Ug становится равным

u„,, = (u +(„), (1, где 1щ — напряжение смещения усили теля 5;

А, — коэффициент усиления усилителя 5.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый накопительный элемент, например первый конденсатор одна из обкладок которого соединена с выходом первого усилителя, вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, входы ключей соединены соответственно со входом и выходом устройства, другая обкладка первого конденсатора соединена с первым входом второго усилителя и с выходом третьего ключа, вход которого соединен с выходом. второго усилителя и с

35 выходом устройства, и шину нулевого потенциала, введены четвертый ключ и второй накопительный элемент, например второй конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала, другая обкладка второго конденсатора соединена со вторым входом второго усилителя и с выходом четвертого ключа, вход которого соединен с выходом первого усилителя. 45

На чертеже представлена функцио-. нальная схема предложенного устройства.

Оно содержит ключи 1-4, усилители

5 и 6, накопительные элементы, например. конденсаторы,7 и 8 и шину нулевого потенциала 9.

Устройство работает следующим образом.

С замкнутыми 1 3 и 4 и разомкну- 55 тым. 2 ключами .. устройство находится и режиме записи, Сигнал Ug„ co входа устройства через ключ 1 прикладыва(6) 3 88 устройства. При переключении устройства в режим хранения выходное напряжение входного усилителя изменяет полярность, а выходное напряжение устройства становится равным значению входного напряжения в момент переключения. Таким образом, при переключении устройства из режима записи в режим хранения и наоборот наблюдаются значительные перепады выходного напряжения входного и выходного

1 усилителей, с чем связано большое время установления усилителей, а следовательно, и низкое быстродействие.

Возникающие при этом значительные переходные процессы проникают по паразитным емкостям на накопительный элемент и приводят к дополнительным погрешностям устройства.

Выходное напряжение усилителя 5 чечерез ключ 4 прикладывается ко второ- му накопительному элементу 8, заряжая его до величины

"с8 = "вых (2)

Усилитель 6 в режиме записи замкнут через ключ 3 отрицательной обрат ной связью и на его первом входе напряжение равно выходному напряжению где А, 8 — соответственно коэффициент..усиления и напряжение смещения усилителя 6.

Напряжение Ucr на накопительном элементе 7 при этом равно разности выходных напряжений усилителей 5 и

6 и определяется из выражений (1)(з)

1+А1.Ав

Таким образом, при А,, близком к единице, напряжение на выходе уст" ройства незначительно отличается от входного, а напряжение на накопительном элементе.7 незначительно отличается от нуля. При замыкании ключа

2 и размыкании ключей 1, 3, 4 устройство переходит в режим хранения. При этом напряжения на накопительных элементах 7 и 8 становятся равными

Ц =(+Е., (А,-А„ -Ь,," Ц(5) и

U. (U... t. ),- Ли, °

1 где Us — напряжение на входе устройства в момент переключения .из режима записи в режим хранения;

AU> ЬЦ- напряжения ошибки, образовавшиеся в результате прохождения части сигнала управления и входного тока усилителя 6.

Выходное напряжение устройства в режиме хранения определяется из следующих выражений

Uebe =(Uocg од Uebqxot + Оос т )Ал;(7)

,+М„. Д, (8)

Из выражений (5)-(8) находим напряжение в режиме хранения

881868 6 ходного усилителя) позволяет значительно повысить помехоустойчивость устройства, максимально упростить схемы формирования импульсов управления ключами за счет исключения из их состава сложных устройств компенсации погрешностей проникания импульсов управления на накопительные элементы.

2+ Л2

Вы хо Вх 1 + Л

ААА А л О +л

Из выражения (9) можно определить погрешности аналогового запоминающего устройства. Полагая А, = l, а

А Зl, находим

ВХО А2 .1 (10)

A oi = о1 (11)

2 (12) .Д .,=Е., 1/А,, A6u = A U1 д Và (l3) где ЬА, Ь Г„, д,2, Бди — соответственно погрешности, возникающие вслед- з ствие конечного значения коэффициента усиления усилителя 6, напряжения смещения усилителей 5 и 6 и прохождения импульса .управления на накопительные элементы 7 и 8, и наличия входного 2о тока усилителей 5 и 6.

Таким образом, введение новых элементов (дополнительного накопительного элемента и четвертого ключа) выгодно отличает предложенное устройст- 2s во от известного более высокой точностью и быстродействием. При этом напряжения погрешности прохождения импульса управления AU, и A U2 в отличие от известного вычитаются и при идентичных ключах 3 и 4 в значительной степени скомпенсированы. Напряжения погрешностей, вызванных напряжениями смещения усилителей 5 и 6, значительно ослабляются за счет наличия коэффициента усиления выходного усилителя 6. В предложенном устройстве устранены скачки напряжения на выходах усилителей при переходе устройства из одного режима работы в другой, 4О что исключает .перегрузки и нелинейный режим работы усилителей, последйим обеспечивается высокое быстродействие устройства. Подавление синфазных помех (проникание импульсов управления

45 ключами на накопительные элементы и разряд последних входными токами выAi Л2 I

+ — (. x! ° Л,.д 01 ltA2 (9) Ж-М1

1+A<.Ñ2 Я, Ai

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый накопительный элемент, например первый конденсатор, одна из обкладок которого сое. динена с выходом первого усилителя, вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, входы ключей соединены соответственно со входом и выходом устройства, другая обкладка первого конденсатора соели" иена с первым входом второго усилите" ля и с выходом третьего ключа, вход которого соединен с выходом второго усилителя и с выходом устройства, и шину нулевого потенциала, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены четвертый ключ и второй накопительный элемент, например второй конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала,. другая обкладка второго конденсатора соединена со вторым входом второго усилителя и с выходом четвертого ключа, вход которого соединен с выходом первого усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 482815, кл. G 11 С 27/00, 1975.

2. Патент США У 4066919> кл. G ll С 27/00, опублик. 1978 (прототип).

881868

Составитель А. Воронин

Редактор Л. Тюрина .Техред О.Легеза Коовектоо Л. Бокшан

Заказ 9986/80 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушскаянаб.> д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4