DE3013253C2 - Schaltungsanordnung zur Speicherung und Abgabe von Analog-Signalen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Speicherung und Abgabe von Analog-SignalenInfo
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Description
Abrufen analoger sowie digitaler Signale unter Verwendung einer Speichermatrix vorgesehen, deren Speicherelemente
mittels eines Spaltenschieberegisters und eines Zeilenschieberegisters ansteuerbiir sind. Diese
beiden Register werden von einem Taktimpulsgenerator her angesteuert Mit den Sp.altenleitungen der
Speichermatrix ist ferner eine Lese-Schreib-Schaltung
verbunden, die am Ausgang eines Analog-Digital-Umsetzers angeschlossen ist, dem die jeweils abzuspeichernden
Analog-Signale zugeführt werden. Mit den Zeilenleitungen der Speichermatrix ist eine u. a.
zwei Operationsverstärker umfassende Ausgangsschaltung verbunden, die erst auf Zuführung eines gesonderten
Steuersignals wirksam wird. Diese Ausgangsschaltung muß im übrigen die von den Speicherelementen
der Speichermatrix ihr zugeführten digitalen Speichersignale in diesen entsprechende Analog-Signale umsetzen,
die dann wieder abgegeben werden. Damit weist aber die betreffende bekannte Schaltungsanordnung
insgesamt einen relativ hohen schaltungstechnischen Aufwand auf, um Analog-Signale zu speichern und
wieder abzugeben.
Es ist ferner ein impulsweise betriebener Analog-Rechner für die Simulation eines Flugzeugs bekannt
(Zeitschrift »Proceedings of the IRE«, Mai 1959, Seiten 847 bis 851), der im wesentlichen eine für die
Dateneingabe und Datenausgabe gemeinsame Busleitung aufweist, an der Analog-Signale führende Analog-Eingänge
und Analog-Ausgänge jeweils über Gatterschaltungen bzw. Schalter angeschlossen sind. Diese
Analog-Eingänge und Analog-Ausgänge sind jedoch nicht isoliert zu betrachten, sondern in Verbindung mit
den übrigen an der erwähnten Busleitung angeschlossenen Schaltungsanordnungen. Bei diesen Schaltungsanordnungen
handelt es sich um die eigentlichen Rechenelemente des Analog-Rechners, zu dem die
genannte Busleitung gehört. Eine Schaltungsanordnung zur Speicherung und Abgabe von Analog-Signalen stellt
somit der betreffende bekannte Analog-Rechner jedenfalls nicht dar.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie eine Schaltungsanordnung der
eingangs genannten Art auszubilden ist, um mit relativ geringem schaltungstechnischen Aufwand Analog-Signale
schnell erfassen bzw. festhalten und langsam wieder abgeben zu können.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß dadurch, daß die beim Schreibbetrieb mit einer ersten Geschwindigkeit und beim Lesebetrieb
mit einer unterhalb dieser Geschwindigkeit liegenden zweiten Geschwindigkeit von der Zeilen-Steuerschaltung
und der Spalten-Steuerschaltung ansteuerbaren Speicherelemente des Analog-Speichers mit ihren
Speichereingängen und mit ihren Speicherausgängen gemeinsam an einer Signalleitung angeschlossen sind
und daß die Einschreibschaltung mit ihrem Ausgang und die Leseschaltung mit ihrem Eingang genieinsam an der
Signalleitung angeschlossen sind.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß mit besonders geringem schaltungstechnischen Aufwand
Analog-Signale schnell erfaßt bzw. festgehalten und langsam wieder abgegeben werden können, so daß für
relativ niedrige Verarbeitungsgeschwindigkeiten ausgelegte Verarbeitungsschctltungen für die Verarbeitung
der Analog-Signale verwendet werden können.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert
F i g. 1 zeigt ein Funktionsblockdiagramm eines einer Analog-Speicher gemäß der Erfindung verwendenden
Hochgeschwindigkeits-Erfassungssystems.
F i g. 2A bis 2C veranschaulichen alternative Ausführungsformen
eines Abtast-Halte-Elements für die Verwendung in einer Speicher-Matrix gemäß F i g. 1.
Fig.3 zeigt Einzelheiten des Abtast-Halte-Elements
Fig.3 zeigt Einzelheiten des Abtast-Halte-Elements
ίο gemäßFig.2A.
F i g. 4 zeigt einen Schaltungsplan eines Ladungsverstärkers,
der für einen Auslesebetrieb geeignet ist
Fig.5 veranschaulicht in einem Funktionsblockdiagramm
einen aufgeteilten Analog-Speicher.
In F i g. 1 ist in einem Funktionsblockdiagramm ein Hochgeschwindigkeits-Erfassungssystem veranschaulicht
welches eine Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet Eine einen Analogspeicher
bildende Speichermatrix 10 umfaßt elektrische Kreuzpunkteinrichtungen, die in M Zeilen und N
Spalten angeordnet sind. Diese Matrix 10 ist durch eine gestrichelte Linie generell angedeutet Die Zeilenleitungen
der Matrix sind mit ΛΌ, Xu X2, ··. Xm bezeichnet,
und die Spaltenleitungen sind mit V0, Y\, Y2 ... Yn
bezeichnet Die Matrix 10 umfaßt eine MxN-Matrix
aus Speicherelemente darstellenden Abtast-Halte-(S/ H)-Elementen 12, deren jedes Element einer elektrischen
Kreuzpunktstelle zugeordnet und mit zwei Steuereingängen verbunden ist die an der betreffenden
Kreuzpunktstelle mit der Zeilen (X)- und der Spalten ^>7-Leitung verbunden sind. Die S/H-EIemente 12 sind
mit einer eine Signalleitung darstellenden Analog-Busleitung 14 verbunden, die sowohl für Einspeicher- als
auch für Ausleseoperationen herangezogen wird.
Der Matrix 10 wird ein eingangsseitiges Analog-Signal über einen Eingangsanschluß 16, einen Pufferverstärker
18, die geschlossenen Kontakte eines Schalters 20 — der ein elektromechanischer Schalter oder ein
elektronischer Schalter, wie ein Transistor, sein kann — und die zuvor erwähnte Signalleitung bzw. Analog-Busleitung
14 zugeführt. Wenn die beiden Steuereingänge eines S/H-Elementes 12 aktiviert sind, wird eine
Abtastung des Analog-Signals vorgenommen und durch das S/H-Element gespeichert. Die S/H-Elerr.ente
werden in folgender Art und Weise sequentiell aktiviert. Ein eine Zeilen-Steuerschaltung darstellendes
^-Schieberegister 22 ist dazu vorgesehen, die X-Leitungen
der Matrix anzusteuern, und ein eine Spalten-Steuerschaltung darstellendes K-Schieberegister 24 ist
dazu vorgesehen, die V-Leitungen anzusteuern. Bevor mit der Einspeicher- oder Schreiboperation begonnen
wird, werden die beiden X- und V-Schieberegister zurückgesetzt und derart initialisiert, daß die Ausgangssignale
dieser Register gegeben sind durch
" (X0, Xu X2... Xm)= (1,0,0... 0)
und
(Yo, Yu Y2... Yn) = (1,0,0...0).
Im initialisierten Zustand ist das S/H-Element 12 an der Stelle (X0, Yo) aktiviert. Eine Takteinrichtung 26 ist mit
dem Takteingang des -Y-Schicberegisters 22 direkt v?rbunden, um die Einführung des Verknüpfungssignals
1 in die erste Stufe zu bewirken, damit dieses Verknüpfungssignal längs des Schieberegisters unter
der Taktsteuerung verschoben wird. Die Takteinrichtung 26 ist ferner mit dem Takteingang des y-Schieberegisters
24 über einen Eingang eines UND-Gliedes 28
verbunden, welches mit einem weiteren Eingang am A^Ausgang des ^-Schieberegisters 22 angeschlossen
ist. Unter der Annahme, daß die beiden X- und K-Schieberegister auf das Auftreten einer negativen
Taktrückflanke hin umgeschaltet bzw. umgesteuert werden, wird das ^-Schieberegister 24 so lange nicht
eine Taktflanke aufnehmen, bis das Verknüpfungssignal 1 durch das ^-Schieberegister 22 zu dem Ausgang XM
hin verschoben ist. Das Ausgangssignal des UND-Giiedes 28 wird in Verbindung mit einem Taktsignal von der
Takteinrichtung 26 her abgegeben. Damit kann ersehen werden, daß im Betrieb die Ko-Spaltenleitung aktiviert
gehalten wird, während sämtliche Zeilenleitungen X0 bis
Xm sequentiell aktiviert werden. Sodann wird die Vi-Spaltenleitung aktiviert gehalten, während die
Zeilenleitungen X0 bis Xm wieder der Reihe nach
aktiviert werden. Schließlich wird die Spaltenleitung V0
im aktivierten Zustand gehalten, während sämtliche Zeilenleitungen X0 bis XM der Reihe nach aktiviert
werden, um einen vollständigen Abtastzyklus der Matrix 10 zu beenden. Mathematisch ausgedrückt läßt
sich die Abtastsequenz der Matrix wie folgt darstellen:
Zusätzlich zu der Abtastung und Speicherung von Analog-Signalen bzw. -Werten in der gerade beschriebenen
Art und Weise kann die gespeicherte Information ausgelesen werden, indem der Schalter 20 geöffnet wird.
Dadurch wird der Signaleingang aufgetrennt, und die gespeicherte Information wird durch Taktsteuerung
unter Ausnutzung der oben beschriebenen Taktfolge ausgegeben. Da die S/H-EIemente 12 der Reihe nach
aktiviert werden, wird das jeweils gespeicherte Analog-Signal an die Signalleitung bzw. Analog-Busleitung 14
abgegeben und über den Ausgangs-Pufferverstärker 30 an einem Ausgangsanschluß 32 verfügbar gemacht
Es sei darauf hingewiesen, Ja1? das eingangsseitige
Analog-Signal aufgrund der minimalen Belastung des Verstärkers 30 auf der Busleitung 14 während des
Speicherzyklus überwacht werden kann, und zwar mittels Schaltungen oder Einrichtungen, die an dem
Anschluß 32 angeschlossen sind. Darüber hinaus könnten bei geschlossenem bzw. geschaltetem Schalter
20 und gesperrter Takteinrichtung 26 die Verstärker 18 und 30 Teil eines Analogsignal-Verarbeiiungskanals
sein, in welchem die Signal- oder S'gnaizugspeicherung eine auswählbare Möglichkeit darstellt.
Die zuvor beschriebene Schaltungsanordnung kann so ausgeführt sein, daß eine Matrix für eine schnelle
Einspeicherung und eine langsame Ausspeicherung geschaffen ist, wobei die Takteinrichtung 26 bei einer
hohen Taktrate betrieben wird, beispielsweise bei 50 bis 100 MHz, um ein Signal oder einen Wellenzug zu
speichern, und um sodann mit einer niederen Taktrate von beispielsweise 1 MHz betrieben zu werden, damit
ίο die gespeicherte Analoginformation dann wieder
taktweise in derselben Reihenfolge äusgespeichert wird, in der sie eingespeichert worden war. Demgemäß
können mit hoher Geschwindigkeit auftretende Signale erfaßt und anschließend durch Schaltungen verarbeitet
is werden, die weniger kompliziert und weniger teuer sind
als Schaltungen, die sonst erforderlich wären. Die Ausführung kann auf einem integrierten Schaltungschip
erfolgen, um den Vorteil der Metalloxid-Halbleiter-(MOS)-Technologie auszunutzen. Bei Einrichtungen auf
der Grundlage von Silicium kann die Schaltungsanordnung für den Betrieb bei hoher Geschwindigkeit
optimiert werden, indem von dem Chip sämtliche schnell arbeitenden Synchron-Verknüpfungsanordnungen
entfernt werden, wie das ^-Schieberegister 22 und die Takteinrichtung 26. Das K-Schieberegister 24,
dessen Betriebsgeschwindigkeit lediglich MM der Betriebsgeschwindigkeit des .^-Schieberegisters 22 zu
sein braucht, kann auf dem Chip untergebracht sein, im
Falle eines 100-MHz-Taktsignals, mit dessen Hilfe eine
16xl6-Matrix gesteuert wird, kann die Arbeitsgeschwindigkeit
auf dem Chip beispielsweise lediglich 6,25 MHz betragen. Dieser Wert liegt gut innerhalb
zufriedenstellender Betriebsparameter der auf Siliciumbasis aufgebauten MOS-Einrichtungen. Bei SOS-HaIbleitereinrichtungen
können höhere Frequenzen verarbeitet werden. Demgemäß kann das gesamte System für
die 16 χ 16-Matrix-Ausführungsform, wie sie erläutert
worden ist, auf einem einzigen Chip ausgeführt sein. Die Abtast-Halte-Elemente können selbst in verschiedener
W Art und Weise ausgeführt sein, wie dies in Fig.2A bis
2C veranschaulicht ist. Gemäß F i g. 2A ist ein MOS-Kondensator 40 zwischen Erde ozw. Viasrc und
der Analog-Busleitung 14 vorgesehen bzw. angeschaltet, wenn die beiden Eingänge eines UND-Gliedes 42
aktiviert sind. Die Eingangssignale für das UND-Glied 42 sind die Signale AVund Yj, wobei
und
bedeuten. Gemäß F i g. 2B ist der MOS-Kondensator 40 zwischen Erde bzw. Masse und der Analog-Busleitung
14 über einen Feldeffekttransistor (FET) 44 vom η-Kanal angeschlossen. Dieser Feldeffekttransistor wird
durch ein positives Signal von einem NOR-Glied 46 in den leitenden Zustand gesteuert, wenn dessen beiden
Eingängen ein Verknüpfungssignal 0 zugeführt wird. Die Anwendung dieser besonderen Ausführungsform
erforderte die Verschiebung eines Verknüpfungssignals 0 anstatt eines Verknüpfungssignals 1 durch die X- und
K-Schieberegister 22 und 24 gemäß Fig. 1. Gemäß
F i g. 2C ist der MOS-Kondensator 40 zwischen Erde bzw. Masse und der Analog-Buslei etwas verbessert, 14
über eine Parallelanordnung angeschlossen, die aus einem Feldeffekttransistor 48 mit p-Kanal und aus
einem Feldeffekttransistor 50 mit η-Kanal besteht Diese beiden Feldeffekttransistoren werden beide in
den leitenden Zustand gesteuert bzw. eingeschaltet, wenn die beiden Eingänge eines NAND-Gliedes 52
aktiviert werden. Ein Inverter 54 ist zwischen dem Ausgang des NAND-Gliedes 52 und der Gate-Elektrode
des Feldeffekttransistors 50 eingefügt, um die erforderliche Polaritätsumkehrung vorzunehmen. Im
Betrieb ist diese besondere Ausführungsform Taktversätzen ausgesetzt. Von den betreffenden alternativen
Ausführungsformen wird das Abtast-Halte-Element gemäß Fig.2A als bevorzugte Ausführungsform
verwendet, und zwar wegen seiner Einfachheit und wegen seiner betrieblichen Überlegenheit.
Die Einzelheiten des in Fig. 2A dargestellten Abtast-Halte-Elements sind in Fig.3 veranschaulicht.
Das UND-Glied 42 ist durch zwei n-Kanal-Feldeffekt- is
transistoren 60 und 62 ersetzt, die mit dem MOS-Kondensator 40 in Reihe liegen. Bei dieser Konfiguration
hängt die Zeitspanne, die zur Erfassung einer Eingangssignalprobe erforderlich ist, von dem Widerstand der
beiden Feldeffekttransistoren im Ein-Zustand und der Kapazität des MOS-Kondensators ab. Um die Zeitkonstante
auf ein Minimum zu reduzieren, ist es erforderlich, die Kanalbreite des Feldeffekttransistors
zu maximieren und die Kanallänge zu minimieren, was Anlaß ist für Zwangsbedingungen bezüglich der
Chipbereiche und bezüglich der Streukapazitätsauswirkungen. Wenn die Kanalbreite vergrößert wird, wird
der Durchlaßwiderstand bzw. der Widerstand im Ein-Zustand verkleinert. Die Überlappungskapazität
von der Gateelektrode zu der Senke-Elektrode-(Drain) und der Quelle-Elektrode (Source) steigt jedoch an,
wodurch ein größerer Teil des Taktsignals hindurchgeleitet wird. Bei einem Abtast-Halte-Element, welches für
ein Matrixsystem mit 50-Mega-Abtastproben pro Sekunde optimiert ist, beträgt die erwünschte Schreibperiode
20 Nanosekunden. Wenn eine Öffnungszeit von 10 ns ausgewählt wird, dann sollte die RC-Zeitkonstante
etwa 3,3 ns betragen, um eine Dauer von drei Zeitkonstanten für die Ladung des Abtastkondensators
zur Verfügung zu haben. Bei einem MOS-Kondensator -to von 1,5 pF ist ein Gesamtwiderstand von etwa 2,2 kOhm
für den Durchlaßwiderstand der beiden Feldeffekttransistoren zulässig, oder etwa l,i kOhm für jeden
Feldeffekttransistor. Ein typischer n-Kanal-Feldeffekttransistor
mit den Abmessungen ca. 5,8 μΐη mal 31,8 μπι
genügt dieser Durchlaßwiderstandsforderung, während der betreffende Feldeffekttransistor dennoch klein
genug ist, um Streukapazitätswerte von etwa 0,1 pF aufzuweisen.
Beim Lesebetrieb bildet die punktförmig verteilte Streiikanazität bzw. -kapazitanz nach Masse von der
Analog-Busleitung 14 aus einen Kapazitätsteiler mit den verschiedenen MOS-Kondensatoren, die der Reihe
nach an der Busleitung angeschlossen sind. Dies führt zu einer nennenswerten Bedämpfung des ausgangsseitigen
Analog-Signals. Bei einer Busleitungs-Kapazität, die
etwa das Zehnfache der Abtast-Kapazität beträgt, beträgt die Spannungsbedämpfung etwa 90,9%. Diese
Situation ist jedoch etwas verbessert wenn die Ladungsmenge auf den Abtastkondensatoren gelesen wird anstatt
die tatsächliche Spannung. Hier ist die Situation umgekehrt, und zwar insofern, als lediglich etwa 9,1% der
Abtastkondensatorladung infolge der Auswirkung der Ladungsteilung auf die Busleitungskapazität übertragen
wird.
F i g. 4 zeigt einen Ladungsverstärker, der imstande ist, eine nahezu 100%ige Übertragung der Abtastkondensatorladung
während des Lesevorgangs zu bewirken. Hierbei sind die Analog-Busleitung 14 und eine
Vielzahl von Abtast-Halte-Elementen 12, umfassend die
UND-Glieder 42 und die MOS-Kondensatoren 40, wie oben beschrieben vorgesehen. Die punktförmig verteilt
vorgesehene Analog-Busleitungs-Streukapazität 65 ist als Phantomkondensator dargestellt, da es sich dabei
nicht tatsächlich um einen physikalischen Kondensator handelt. Die Analog-Busleitung 14 ist mit dem
invertierenden ( —) Eingang eines Operationsverstärkers 70 verbunden, der mit seinem nichtinvertierenden
( + ) Eingang an Erde bzw. Masse liegt. Ein Rückkopplungskondensator 72 verbindet den Ausgang des
Operationsverstärkers 70 mit dessen Eingang. Ein Kurzschlußschalter 74 ist dem Rückkopplungskondensator
72 parallelgeschaltet, um dessen Ladung vor dem Auslesen der Ladung eines vorgegebenen Abtastkondensators
40 auf Null zurückzustellen. Der Wert des Rückkopplungskondensators ist so gewählt, daß er
weitgehend gleich dem Wert des Abtastkondensators 40 ist. Da der invertierende Eingang des Operationsverstärkers
scheinbar auf Erde liegt, wird die Ladung auf dem Kondensator 40 nahezu vollständig auf den
Rückkopplungskondensator 72 übertragen, wodurch die Streukapazität 65 wirksam eliminiert wird.
Bezüglich des Analogspeichers gemäß F i g. 1 sei angemerkt, daß das langsamere V-Schieberegister 24
nicht schnell genug umschalten kann, wenn sich das Ausgangssignal des V-Schieberegisters 22 von Xm zu Xo
verschiebt. Dies führt zu einer als Taktversatz bekannten Erscheinung. Dieses Problem wird durch die
Aufteilung des Analogspeichers gemäß F i g. 5 überwunden. Gemäß F i g. 5 steuert eine Takteinrichtung 80 ein
X-Schieberegister 82 in der früher beschriebenen Art und Weise an. Die Matrix ist in einen oberen Teil bzw.
Bereich MA und in einen unteren Teil bzw. Bereich MB
aufgeteilt. Der obere Bereich wird durch ein VU-Schieberegister
86 angesteuert, und der untere Bereich wird durch ein VVSchieberegister 88 angesteuert. Der obere
Mstrixbereich 84Λ umfaßt die aufeinanderfolgend bezeichneten Zeilen X0 bis Xn, während der untere
Matrixbereich 845die aufeinanderfolgend bezeichneten
Zeilen Xm+\ bis Xmenthält. Demgemäß kann der obere
Bereich als m ■ /V-Bereich definiert werden, während
der untere Bereich als (M—n) ■ /V-Bereich definiert
werden kann. Die AusgangsleitungXm+\ des X-Schieberegisters
82 ist mit dem Takteingang des VA-Schieberegisters 86 verbunden. In entsprechender Weise ist die
ΛΌ-Ausgangsleitung des .^-Schieberegisters 82 mit dem
Takteingang des Vs-Schieberegisters 88 verbunden.
In Betrieb wird das X-Schieberegister 82 initiiert
(X0...XmXm+{...XM)=(i...0,0...0),
und die beiden Ya- und Ve-Schieberegister 85 bzw. 88
werden wie folgt initiiert:
(YA0, YAi...YAN) =0,0...0)
(Ybo, Yb,... Ybn)= (0,0■■■!).
Wenn die ΛΌ-Leitung des Schieberegistern 82 taktjiesteuert
wird, dann führt das Schieberegisu: 88 einen Umlauf aus, durch den ein Verknüpfungssignal 1 an die
Vflo-Leitung abgegeben wird. Wenn das Verknüpfungssignal 1 in den X-Abtast-Halte-EIementen in der
Vo-Spalte vorhanden ist, erfolgt eine aufeinanderfolgende
Speisung. Wenn das Verknüpfungssignal 1 in dem ^-Schieberegister 82 die Zeilenleitung Xm+\ aktiviert,
wird auch das !^-Schieberegister 86 taktgesteuert, und
das Verknüpfungssignal 1 in dem ^-Schieberegister 86
wird von der Spalte YAo zu der Spalte YA ι verschoben.
Zu Beginn der nächsten Abtastung des A"-Schieberegisters
82 ist somit die Spalte Ya ι bereits aktiviert. Wenn
die Zeilenleitung ΛΌ aktiviert ist, wird ferner das Vß-Schieberegister durch das Verknüpfungssignal 1
taktgesteuert, was zur Folge hat, daß das abgespeicherte Verknüpfungssignal 1 von der Spalte Ybo zu der
Spalte Yb ι verschoben wird. Der hier beschriebene
Vorgang wiederholt sich, wenn die gesamte Matrix abgetastet wird. Der aufgeteilte Analog-Speicher kann
für eine Betriebsweise benutzt werden, bei der, wie
10
beschrieben, Signale schnell eingelesen und langsam ausgelesen werden.
Durch die Erfindung ist also ein Schnell-Signalerfassungssystem geschaffen worden, welches eine Analog-Speichermatrix
verwendet, bei der mit einer Analog-Busleitung verbundene Abtast-Halte-Elemente in Zeilen
und Spalten unter Bildung einer Mx /V-Matrix angeordnet sind. Das System ist derart betreibbar, daß
die Signale in den Analog-Speicher schnell einlesbar und aus diesem langsam auslesbar sind. Die Analog-Speichermatrix
kann auf einem einzelnen integrierten Halbleiterschaltungschip ausgeführt sein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Schaltungsanordnung zur Speicherung und Abgabe von Analog-Signalen,
mit einem Analog-Speicher, der in Zeilen und
Spalten angeordnete Speicherelemente aufweist,
mit an einer Taktimpulsschaltung angeschlossenen Zeilen- bzw. Spalten-Steuerschaltungen, durch die die Speicherelemente des Analog-Speichers individuell ansteuerbar sind,
mit an einer Taktimpulsschaltung angeschlossenen Zeilen- bzw. Spalten-Steuerschaltungen, durch die die Speicherelemente des Analog-Speichers individuell ansteuerbar sind,
mit einer Einschreibschaltung, über die zu speichernde Analog-Signale an die jeweils angesteuerten
Speicherelemente des Analog-Speichers abgebbar sind, und
mit einer Leseschaltung, über die aus den jeweils angesteuerten Speicherelementen des Analog-Speichers
gelesene Analog-Signale abgebbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beim Schreibbetrieb mit einer ersten Geschwindigkeit und beim Lesebetrieb mit einer unterhalb dieser Geschwindigkeit liegenden zweiten Geschwindigkeit von der Zeilen-Steuerschaltung (22) und der Spalten-Steuerschaltung (24) ansteuerbaren Speicherelemente (12) des Analog-Speichers (10) mit ihren Speichereingängen und mit ihren Speicherausgängen gemeinsam an einer Signalleitung (14) angeschlossen sind und
daß die Einschreibschaltung (18, 20) mit ihrem Ausgang und die Leseschaltung (30) mit ihrem Eingang gemeinsam an der Signalleitung (14) angeschlossen sind.
dadurch gekennzeichnet,
daß die beim Schreibbetrieb mit einer ersten Geschwindigkeit und beim Lesebetrieb mit einer unterhalb dieser Geschwindigkeit liegenden zweiten Geschwindigkeit von der Zeilen-Steuerschaltung (22) und der Spalten-Steuerschaltung (24) ansteuerbaren Speicherelemente (12) des Analog-Speichers (10) mit ihren Speichereingängen und mit ihren Speicherausgängen gemeinsam an einer Signalleitung (14) angeschlossen sind und
daß die Einschreibschaltung (18, 20) mit ihrem Ausgang und die Leseschaltung (30) mit ihrem Eingang gemeinsam an der Signalleitung (14) angeschlossen sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eänschreibschaltung einen
ersten Pufferverstärker (18) enthält, daß die Leseschaltung einen zweiten Pufferverstärker (30)
enthält und daß die Einschreibschaltung eine Schaltereinrichtung (20) enthält, die zwischen dem
Ausgang des ersten Pufferverstärkers (18) und der Signalleitung (14) derart angeschlossen ist, daß der
erste Pufferverstärker (18) von der Signalleitung (14) während der Ausführung einer Leseoperation
abgetrennt ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseschaltung (30) einen
Ladungsverstärker enthält, der einen Operationsverstärker (70) mit einem invertierenden Eingang
(-), einem nichtinvertierenden Eingang ( + ) und einem Ausgang aufweist, daß ein Kondensator (72)
zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang ( —) des Operationsverstärkers (70) vorgesehen
ist und daß der nichtinvertierende Eingang ( + ) des Operationsverstärkers (70) geerdet ist und
am invertierenden Eingang ( —) des Operationsverstärkers (70) unter wirksamer Eliminierung der
Streukapazität der Signalleilung (14) virtuelles Erdpotential liegt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (72) ein
Schalter (74) parallelgeschaltet ist, durch dessen Betätigung der Kondensator (72) unter Beseitigung
der auf ihm gespeicherten Ladung entladbar ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
Speicherelement des Analog-Speichers ein Abtast-Halte-Element(12)ist.
6. Schallungsanordnung nach Anspri'c!. 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abtast-Halie-Elemente (12)
jeweils eine kapazitive Speichereinrichtung (40) enthalten, die zwischen Erde bzw. Masse und der
Signalleitung (14) über eine zwei Eingänge aufweisende Schaltereinrichtung (42) anschließbar ist,
welche durch Eingangssignale entsprechend einer bestimmten Zeile und einer bestimmten SpaHe
ansteuerbar ist
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Eingänge aufweisende
Schaltereinrichtung zwei Feldeffekttransistoren (60, 62) aufweist, die in Reihe zwischen der Signalleitung
(14) und der kapazitiven Speichereinrichtung (40) angeordnet sind, daß die Gate-Elektrode des einen
Feldeffekttransistors (60) an einer Zeilensteuerleitung
fa) angeschlossen ist und daß die Gate-Elektrode des anderen Feldeffekttransistors (62) an einer
Spaltensteuerleitung ß^angeschlossen ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur
Ansteuerung der Speicherelemente (12) dienenden Steuerschaltungen (22, 24) ein ^-Schieberegister
(22; 82) mit M Ausgängen und ein K-Schieberegister (24) mit N Ausgängen aufweisen, daß M-Zeilensteuerleitungen
mit den Ausgängen des Λ-Schieberegisters (22; 82) verbunden sind, daß N Spaltensteuerleitungen
mit den Ausgängen des V-Schieberegisters (24) verounden sind und daß eine Steuereinrichtung
(26,28; SO) vorgesehen ist, die das ^-Schieberegister
(22; 82) mit zumindest einer bestimmten Frequenz und das V-Schieberegister (24) mit dem 1/Anfachen
der Frequenz zu steuern gestattet
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine
Taktschaltung (26; 80) enthält, die mit dem Takteingang des -^-Schieberegisters (22; 82) verbunden
ist.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die M χ /V-Matrix des
Analog-Speichers (10) in einem m ■ W-Matrixbereich
(MA) und in einen (M—m) ■ N-Speicherbereich
(MB) aufgeteilt ist, daß das V-Schiebere^ister
ein ers'es ^-Schieberegister (86) und ein z<·. eites
V-Schieberegister (88) aufweist, daß das erste y-Schieberegister (86) die Spaltensteuerleitungen
des m · yV-Matrixbereichs (MA) ansteuert und daß das zweite Schieberegister (88) die Spaltensteuerleitungen
des anderen Matrixbereichs (845,) ansteuert.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schallungsanordnung
zur Speicherung und Abgabe von Analog-Signalen, mit einem Analog-Speicher, der in Zeilen und
Spalten angeordnete Speicherelemente aufweist, mit an einer Taktimpulsschaltung angeschlossenen Zeilenbzw.
Spalten-Steuerschaltungen, durch die die Speicherelemente des Analog-Speichers individuell ansteuerbar
sind, mit einer Einschreibschaltung, über die zu speichernde Analog-Signale an die jeweils angesteuerten
Speicherelemente des Analog-Speichers abgebbar sind, und mit einer Leseschaltung, über die aus den
jeweils angesteuerten Speicherelementen des Analog-Speichers gelesene Analog-Signale abgebbar sind.
Eine Schaltungsanordnung der vorstehend bezeichneten Art ist prinzipiell bereits bekannt (DE-OS
53 285). Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist allerdings eine Einrichtung zum Speichern und
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/029,807 US4271488A (en) | 1979-04-13 | 1979-04-13 | High-speed acquisition system employing an analog memory matrix |
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Family
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