RU160951U1 - DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE - Google Patents
DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE Download PDFInfo
- Publication number
- RU160951U1 RU160951U1 RU2015152009/08U RU2015152009U RU160951U1 RU 160951 U1 RU160951 U1 RU 160951U1 RU 2015152009/08 U RU2015152009/08 U RU 2015152009/08U RU 2015152009 U RU2015152009 U RU 2015152009U RU 160951 U1 RU160951 U1 RU 160951U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- comparator
- key
- resistor
- Prior art date
Links
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 102200091804 rs104894738 Human genes 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
- G11C27/024—Sample-and-hold arrangements using a capacitive memory element
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K9/00—Demodulating pulses which have been modulated with a continuously-variable signal
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L5/00—Automatic control of voltage, current, or power
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Устройство для формирования выборки мгновенного значения напряжения, содержащее: операционный усилитель (ОУ); первый компаратор; генератор тактовых импульсов, который через логический инвертор подключен к входу управления второго ключа, а через первый формирователь импульсов, соединен с входом установки в единичное состояние триггера; выход триггера соединен со входом управления первого ключа; источник входного напряжения, через первый резистор и первый ключ, соединен с первыми выводами второго ключа и запоминающего конденсатора, отличающееся тем, что в устройство введены второй, третий и четвертый резисторы, второй компаратор, второй и третий формирователи импульсов, логическая ячейка 2ИЛИ, буферный повторитель на ОУ, причем: первый вывод второго резистора соединен с первыми выводами второго ключа и запоминающего конденсатора, вторым выводом первого ключа и неинвертирующим входом ОУ; второй вывод второго резистора соединен с неинвертирующим входом буферного повторителя на ОУ, выходом ОУ и, через четвертый резистор, с инвертирующим входом ОУ и вторым выводом третьего резистора, первый вывод которого заземлен; выход буферного повторителя на ОУ соединен со своим инвертирующим входом, выходом устройства, неинвертирующим входом первого компаратора, инвертирующим входом второго компаратора; инвертирующий вход первого компаратора соединен с неинвертирующим входом второго компаратора, источником входного напряжения и первым выводом первого резистора; вторые выводы второго ключа и запоминающего конденсатора заземлены; выход первого компаратора, через второй формирователь импульсов, соединен с первым входом логичесA device for sampling an instantaneous voltage value, comprising: an operational amplifier (op amp); first comparator; a clock pulse generator, which is connected through a logical inverter to the control input of the second key, and through the first pulse shaper, connected to the unit input to the trigger single state; the trigger output is connected to the control input of the first key; the input voltage source, through the first resistor and the first key, is connected to the first terminals of the second key and the storage capacitor, characterized in that the second, third and fourth resistors, the second comparator, the second and third pulse shapers, the logical cell 2OR, a buffer repeater are introduced on the op-amp, moreover: the first output of the second resistor is connected to the first outputs of the second key and the storage capacitor, the second output of the first key and the non-inverting input of the op-amp; the second output of the second resistor is connected to the non-inverting input of the buffer follower at the op-amp, the output of the op-amp, and, through the fourth resistor, with the inverting input of the op-amp and the second output of the third resistor, the first output of which is grounded; the output of the buffer repeater at the op-amp is connected to its inverting input, the output of the device, the non-inverting input of the first comparator, the inverting input of the second comparator; the inverting input of the first comparator is connected to the non-inverting input of the second comparator, the input voltage source and the first output of the first resistor; the second terminals of the second key and the storage capacitor are grounded; the output of the first comparator, through the second pulse shaper, is connected to the first input
Description
Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.
Полезная модель относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для формирования выборок мгновенного значения напряжения.The utility model relates to electrical engineering, in particular to devices for generating samples of instantaneous voltage values.
Уровень техникиState of the art
Известно устройство выборки и хранения, содержащие аналоговый ключ, два операционных усилителя, конденсатор хранения, резистор цепи обратной связи, резистор ограничения, два встречно включенных диода (Жаворонкова М.С., Бондарь С.Н. Разработка быстродействующего устройства выборки и хранения повышенной точности // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве: сб. науч. тр. по материалам 75-й научно-практической конференции электроэнергетического факультета СтГАУ. - Ставрополь: АГРУС, 2011. С. 102, рис. 3). Особенностью данного устройства является выполнение условия:A device for sampling and storage containing an analog key, two operational amplifiers, a storage capacitor, a feedback resistor, a limiting resistor, two on-board diodes (Zhavoronkova M.S., Bondar S.N. Development of a high-speed device for sampling and storage with increased accuracy / / Methods and technical means of increasing the efficiency of the use of electrical equipment in industry and agriculture: collection of scientific papers based on the materials of the 75th scientific and practical conference of the Electric Power Department SSAU. - Stavropol: AGRUS, 2011.S. 102, Fig. 3). A feature of this device is the fulfillment of the conditions:
где τстр - интервал стробирования (выборки);where τ p is the gating interval (sampling);
τз - время заряда запоминающего конденсатора.τ s - charge time of the storage capacitor.
Недостатком устройства является возникновение погрешности выборки аналогового напряжения, обусловленной тем, что за интервал стробирования (выборки) входное напряжение меняется, что приводит к неоднозначности определения выходного напряжения (в пределах Δu (фиг. 1)), поскольку оно зависит от времени стробирования. Причем отмеченная погрешность является принципиально неустранимой в силу выполнения условия (1).The disadvantage of this device is the occurrence of an error in the sampling of the analog voltage, due to the fact that the input voltage changes during the sampling interval (sampling), which leads to an ambiguity in the determination of the output voltage (within Δu (Fig. 1)), since it depends on the gate time. Moreover, the noted error is fundamentally unrecoverable due to the fulfillment of condition (1).
Известно устройство выборки и хранения содержащее неинвертирующий усилитель напряжения, вход которого одновременно является информационным входом устройства выборки и хранения и вторым входом схемы сравнения, первый вход которой соединен с выходом повторителя на операционном усилителе и выходом устройства выборки и хранения; выход схемы сравнения подключен к S-входу триггера, R-вход которого служит входом управления устройства выборки и хранения; выход триггера подключен к входу управления аналогового ключа, вход которого соединен с выходом неинвертирующего усилителя напряжения, а выход подключен к входам конденсатора хранения и повторителя на операционном усилителе; схема сравнения содержит два компаратора и схему ИЛИ-НЕ, входы которой являются выходами компараторов, а выход служит выходом схемы сравнения; разноименные входы компараторов соединены между собой и со входами схемы сравнения (патент RU 63623, МПК H03K 17/60).A device for sampling and storage containing a non-inverting voltage amplifier, the input of which is simultaneously the information input of the device for sampling and storage and the second input of the comparison circuit, the first input of which is connected to the output of the repeater on the operational amplifier and the output of the device for sampling and storage; the output of the comparison circuit is connected to the S-input of the trigger, the R-input of which serves as the control input of the sampling and storage device; the trigger output is connected to the control input of the analog switch, the input of which is connected to the output of a non-inverting voltage amplifier, and the output is connected to the inputs of the storage capacitor and repeater on the operational amplifier; the comparison circuit contains two comparators and an OR-NOT circuit, the inputs of which are the outputs of the comparators, and the output serves as the output of the comparison circuit; the opposite inputs of the comparators are interconnected and with the inputs of the comparison circuit (patent RU 63623, IPC
Недостатком устройства является низкая точность запоминания величины напряжения входного сигнала.The disadvantage of this device is the low accuracy of storing the magnitude of the voltage of the input signal.
Наиболее близким аналогом - прототипом к заявляемому техническому решению является устройство для формирования выборки мгновенного значения напряжения (патент RU 2230376, МПК G11C 27/02).The closest analogue is the prototype of the claimed technical solution is a device for sampling instantaneous voltage values (patent RU 2230376, IPC G11C 27/02).
Устройство для формирования выборки мгновенного значения напряжения содержит операционный усилитель (ОУ), неинвертирующий вход которого заземлен, а инвертирующий вход через первый ключ и резистор соединен с источником входного напряжения, причем в цепи отрицательной обратной связи ОУ включен запоминающий конденсатор, параллельно которому включен второй ключ, а выходом устройства является выход ОУ, который через аналоговый инвертор подключен к неинвертирующему входу компаратора, инвертирующий вход которого соединен с источником входного напряжения, а выход - с входом установки в нулевое состояние триггера, выход последнего соединен с входом управления первого ключа, а вход установки в единичное состояние триггера, через формирователь импульсов, соединен с выходом генератора тактовых импульсов, который через логический инвертор подключен к входу управления второго ключа.A device for sampling the instantaneous voltage value contains an operational amplifier (op-amp), the non-inverting input of which is grounded, and the inverting input is connected to the input voltage source through the first switch and resistor, and a storage capacitor is connected in the negative feedback circuit of the op-amp, in parallel with which the second switch is connected, and the output of the device is the op-amp output, which is connected through an analog inverter to the non-inverting input of the comparator, whose inverting input is connected to the input source voltage, and the output is with the input to the zero state of the trigger, the output of the latter is connected to the control input of the first key, and the input to the single state of the trigger, through a pulse shaper, is connected to the output of the clock generator, which is connected to the control input via a logic inverter second key.
Таким образом, в прототипе, запоминание выборки мгновенного значения напряжения осуществляется инвертирующим интегратором (выполненным с использованием ОУ, резистора сопротивлением R и запоминающего конденсатора емкостью С), с частотной характеристикой (2)Thus, in the prototype, the sampling of the instantaneous voltage value is carried out by an inverting integrator (made using an op-amp, a resistor with a resistance R, and a storage capacitor with a capacity of C), with a frequency response (2)
, ,
и напряжение на выходе устройства, в момент времени завершения выборки, определяемое выражением (3)and the voltage at the output of the device, at the time of completion of sampling, defined by the expression (3)
Эффективное время хранения (время хранения Δtхранения в течении которого выполняется условие (4)Effective storage time (storage time Δt storage during which condition (4)
где ξ - допустимая ошибка измерения значения напряжения); определяется постоянной разряда интегратора τразр выполненного на базе ОУ и нагруженного на параллельно соединенные входные сопротивления аналогового инвертора Rвх.АИ и нагрузки устройства Rвх.н where ξ is the permissible error in measuring the voltage value); is determined by the discharge constant of the integrator τ bit made on the basis of the op-amp and loaded on the parallel connected input resistances of the analog inverter R in.AI and the device load R in.n
то есть, чем больше τразр, тем больше Δtхранения при заданной ξ.that is, the larger the τ bit , the greater the storage Δt for a given ξ.
Так как, согласно прототипа, аналоговый инвертор может быть выполнен по обычной схеме на основе ОУ и двух резисторов (на входе и в цепи отрицательной обратной связи), его входное сопротивление не превысит сотен кОм, единиц МОм и даже без учета влияния входного сопротивления нагрузки Δtхранения будет мало в сравнении с известными устройствами (Волович Г.И., Ежов В.Б. Микросхемы АЦП и ЦАП. - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2005. С. 40, рис. 51, 52).Since, according to the prototype, an analog inverter can be made in the usual way based on an op-amp and two resistors (at the input and in the negative feedback circuit), its input resistance will not exceed hundreds of ohms, units of megohms, and even without taking into account the influence of the input load resistance Δt storage will be small in comparison with known devices (Volovich GI, Ezhov VB. Microchips ADC and DAC. - M.: Publishing house "Dodeka-XXI", 2005. S. 40, Fig. 51, 52).
Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:
- ограниченные функциональные возможности - устройство обеспечивает формирование выборки мгновенного значения напряжения лишь в случае однополярных аналоговых сигналов (сигналов положительной полярности);- limited functionality - the device provides a sample of the instantaneous voltage value only in the case of unipolar analog signals (signals of positive polarity);
- инверсия полярности сформированной выборки мгновенного значения напряжения входного сигнала;- polarity inversion of the formed sample of the instantaneous voltage value of the input signal;
- большое значение величины времени выборки Δtвыборки;- the large value of the sample time Δt of the sample ;
- влияние сопротивления нагрузки на значение величины эффективного времени хранения Δtхранения.- the effect of load resistance on the value of the effective storage time Δt storage .
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, заключается в уменьшении значения величины времени выборки и снижении влияния сопротивления нагрузки на значение величины эффективного времени хранения выборки мгновенного значения напряжения двуполярных аналоговых сигналов, причем, с полярностью соответствующей полярности входного сигнала.The technical result that can be achieved using the proposed utility model is to reduce the value of the sampling time and the influence of the load resistance on the value of the effective storage time of the sample of the instantaneous voltage value of the bipolar analog signals, moreover, with the polarity of the corresponding polarity of the input signal.
Технический результат достигается тем, что в устройство для формирования выборки мгновенного значения напряжения содержащее: ОУ; первый компаратор; генератор тактовых импульсов, который через логический инвертор подключен к входу управления второго ключа, а через первый формирователь импульсов, соединен с входом установки в единичное состояние триггера; выход триггера соединен со входом управления первого ключа; источник входного напряжения, через первый резистор и первый ключ, соединен с первыми выводами второго ключа и запоминающего конденсатора, введены второй, третий и четвертый резисторы, второй компаратор, второй и третий формирователи импульсов, логическая ячейка 2ИЛИ, буферный повторитель на ОУ, причем: первый вывод второго резистора соединен с первыми выводами второго ключа и запоминающего конденсатора, вторым выводом первого ключа и неинвертирующим входом ОУ; второй вывод второго резистора соединен с неинвертирующим входом буферного повторителя на ОУ, выходом ОУ и, через четвертый резистор, с инвертирующим входом ОУ и вторым выводом третьего резистора, первый вывод которого заземлен; выход буферного повторителя на ОУ соединен со своим инвертирующим входом, выходом устройства, неинвертирующим входом первого компаратора, инвертирующим входом второго компаратора; инвертирующий вход первого компаратора соединен с неинвертирующим входом второго компаратора, источником входного напряжения и первым выводом первого резистора; вторые выводы второго ключа и запоминающего конденсатора заземлены; выход первого компаратора, через второй формирователь импульсов, соединен с первым входом логической ячейки 2ИЛИ; выход второго компаратора, через третий формирователь импульсов, соединен со вторым входом логической ячейки 2ИЛИ; выход логической ячейки 2ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние триггера.The technical result is achieved by the fact that in the device for forming a sample of the instantaneous voltage value containing: OS; first comparator; a clock pulse generator, which is connected through a logical inverter to the control input of the second key, and through the first pulse shaper, connected to the unit input to the trigger single state; the trigger output is connected to the control input of the first key; the input voltage source, through the first resistor and the first key, is connected to the first terminals of the second key and the storage capacitor, the second, third and fourth resistors, the second comparator, the second and third pulse shapers, a logical OR2 cell, a buffer repeater on the op-amp are introduced, whereby: the first the output of the second resistor is connected to the first outputs of the second key and the storage capacitor, the second output of the first key and the non-inverting input of the op-amp; the second output of the second resistor is connected to the non-inverting input of the buffer follower at the op-amp, the output of the op-amp, and, through the fourth resistor, with the inverting input of the op-amp and the second output of the third resistor, the first output of which is grounded; the output of the buffer repeater at the op-amp is connected to its inverting input, the output of the device, the non-inverting input of the first comparator, the inverting input of the second comparator; the inverting input of the first comparator is connected to the non-inverting input of the second comparator, the input voltage source and the first output of the first resistor; the second terminals of the second key and the storage capacitor are grounded; the output of the first comparator, through the second pulse shaper, is connected to the first input of the logic cell 2OR; the output of the second comparator, through the third pulse shaper, is connected to the second input of the logic cell 2OR; the output of the logic cell 2OR is connected to the input of the installation in the zero state of the trigger.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1, 3÷7 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства.In FIG. 1, 3 ÷ 7 are time diagrams explaining the operation of the device.
На фиг. 2, приведена функциональная схема устройства для формирования выборки мгновенного значения напряжения.In FIG. 2, a functional diagram of a device for sampling an instantaneous voltage value is shown.
На фиг. 8, приведена функциональная схема неинвертирующего интегратора выполненная на основе двухполюсника с отрицательным входным сопротивлением.In FIG. 8, a functional diagram of a non-inverting integrator is presented based on a two-terminal network with a negative input resistance.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Устройство для формирования выборки мгновенного значения напряжения содержит источник входного напряжения 1, ОУ 2, первый ключ 3, первый резистор 4, запоминающий конденсатор 5, второй ключ 6, второй резистор 7, первый компаратор 8, генератор тактовых импульсов (ГТИ) 9, логический инвертор 10, формирователь импульсов 11, триггер 12, третий резистор 13, четвертый резистор 14, второй компаратор 15, второй формирователь импульсов 16, третий формирователь импульсов 17, логическую ячейку 2ИЛИ 18, буферный повторитель на ОУ 18, причем: неинвертирующий вход ОУ 2 соединен, через первый ключ 3 и первый резистор 4, с выходом источника входного напряжения 1, инвертирующим входом первого компаратора 8, неинвертирующим входом второго компаратора 15, с первыми выводами второго ключа 6 и запоминающего конденсатора 5, а так же, через второй резистор 7, с неинвертирующим входом буферного повторителя на ОУ 19, выходом ОУ 2 и, через четвертый резистор 14, с инвертирующим входом ОУ 2 и вторым выводом третьего резистора 13, первый вывод которого заземлен; выход буферного повторителя на ОУ 19 соединен со своим инвертирующим входом, выходом устройства, неинвертирующим входом первого компаратора 8, инвертирующим входом второго компаратора 15; вторые выводы второго ключа 6 и запоминающего конденсатора 5 заземлены; выход генератора тактовых импульсов 9, через логический инвертор 10, подключен к входу управления второго ключа 6, а через формирователь импульсов 11, соединен с входом установки в единичное состояние триггера 12, вход установки в нулевое состояние которого соединен с выходом первого компаратора 8; выход триггера 12 соединен со входом управления первого ключа 3; выход первого компаратора 8, через второй формирователь импульсов 16, соединен с первым входом логической ячейки 2ИЛИ 18; выход второго компаратора 15, через третий формирователь импульсов 17, соединен со вторым входом логической ячейки 2ИЛИ 18; выход логической ячейки 2ИЛИ 18 соединен с входом установки в нулевое состояние триггера 12.A device for sampling an instantaneous voltage value contains an
Работа устройства поясняется временными диаграммами (фиг. 3÷7), на которых показаны:The operation of the device is illustrated by time charts (Fig. 3 ÷ 7), which show:
- выходное напряжение u9 ГТИ 9 (фиг. 3а);- output voltage u 9 GTI 9 (Fig. 3A);
- входное напряжение устройства uвх (выходное напряжение u1 источника входного напряжения 1), выходное напряжение u2 ОУ 2, выходное напряжение u19 буферного повторителя на ОУ 19 (выходное напряжение устройства uвых) (фиг. 3б, фиг. 4а, фиг. 5а, фиг. 6а, фиг. 7а);- input voltage devices u Rin (output voltage u 1 input voltage source 1), the output voltage u 2
- выходное напряжение u18 логического элемента 2ИЛИ 18 (фиг. 3в, фиг. 4е, фиг. 5е, фиг. 6е, фиг. 7е);- the output voltage u 18 of the
- выходное напряжение u11 формирователя импульсов 11 (фиг. 3г).- the output voltage u 11 of the pulse shaper 11 (Fig. 3d).
- выходное напряжение u10 первого логического инвертора 10 (фиг. 3д);- output voltage u 10 of the first logical inverter 10 (Fig. 3d);
- выходное напряжение u12 триггера 12 (фиг. 3е);- the output voltage u 12 of the trigger 12 (Fig. 3E);
- выходное напряжение u8 компаратора 8 (фиг. 4б, фиг. 5б, фиг. 6б, фиг. 7б);- the output voltage u 8 of the comparator 8 (Fig. 4b, Fig. 5b, Fig. 6b, Fig. 7b);
- выходное напряжение u16 формирователя импульсов 16 (фиг. 4в, фиг. 5в, фиг. 6в, фиг. 7в).- output voltage u 16 of the pulse shaper 16 (Fig. 4c, Fig. 5c, Fig. 6c, Fig. 7c).
- выходное напряжение u15 компаратора 15 (фиг. 4г, фиг. 5г, фиг. 6г, фиг. 7г);- the output voltage u 15 of the comparator 15 (Fig. 4g, Fig. 5g, Fig. 6g, Fig. 7g);
- выходное напряжение u17 формирователя импульсов 17 (фиг. 4д, фиг. 5д, фиг. 6д, фиг. 7д).- the output voltage u 17 of the pulse shaper 17 (Fig. 4d, Fig. 5d, Fig. 6d, Fig. 7d).
На фиг. 4÷7 приведены выходные сигналы компараторов 8, 15, формирователей импульсов 16, 17 и логической ячейки 2ИЛИ 18, для различных случаев формы входного сигнала.In FIG. 4 ÷ 7 show the output signals of
Устройство для формирования выборки мгновенного значения напряжения работает следующим образом.A device for sampling an instantaneous voltage value operates as follows.
ГТИ 9 вырабатывает прямоугольные импульсы (фиг. 3а), управляющие работой устройства. Рассмотрим, например, i-й интервал работы устройства, начинающийся в момент времени ti (фиг. 3). Выходное напряжение ГТИ 9 через логический инвертор 10 подается, во-первых, на вход управления второго ключа 6, причем в интервал времени [ti; ti+0,5] это напряжение равно нулю (фиг. 3д), поэтому второй ключ 6 разомкнут, а во-вторых, - на вход формирователя импульсов 11, который формирует короткий импульс (фиг. 3г), устанавливающий триггер 12 в состояние «1» (фиг. 3е), поскольку он подается на вход асинхронной установки триггера в единичное состояние. Этот выходной сигнал триггера 12 подается на вход управления первого ключа 3, который замыкается в момент времени ti.The
Входное напряжение uвх (фиг. 3б) с источника входного напряжения 1 (фиг. 2) поступает на неинвертирующий интегратор (фиг. 8), выполненный на основе двухполюсника с отрицательным входным сопротивлением (Проектирование радиоэлектронных устройств на интегральных микросхемах / под ред. С.Я. Шаца - М.: Сов. радио, 1976, 312 с. С. 158-163, рис. 4.23, рис. 4.24) состоящий из ОУ 2, запоминающего конденсатора 5 и резисторов 4, 7, 13, 14. В силу необходимости выполнения условия (7)The input voltage u in (Fig. 3b) from the input voltage source 1 (Fig. 2) is supplied to a non-inverting integrator (Fig. 8), made on the basis of a two-terminal device with negative input resistance (Design of electronic devices on integrated circuits / Ed. C. Y. Shatz - M .: Sov. Radio, 1976, 312 pp. S. 158-163, Fig. 4.23, Fig. 4.24) consisting of
где R(4), R(7), R(13), R(14) - сопротивления резисторов, соответственно, 4, 7, 13 и 14,where R (4) , R (7) , R (13) , R (14) are the resistances of the resistors, respectively, 4, 7, 13 and 14,
определяющего режим оптимального функционирования интегратора, его частотная характеристика описывается выражением (8) (Преобразователь отрицательного сопротивления. [Электронный ресурс] html.cgi/txt/doc/op/funop_10_6.htm (дата обращения: 12.10.2015))determining the mode of optimal functioning of the integrator, its frequency response is described by the expression (8) (Negative resistance converter. [Electronic resource] html.cgi / txt / doc / op / funop_10_6.htm (accessed: 12.10.2015))
Выходное напряжение ОУ 2, выходное напряжение буферного повторителя на ОУ 19 (выходное напряжение устройства), на интервале изменяется в соответствии с выражением (9) (фиг. 3б)The output voltage of the op-
Так как компараторы 8 и 15, включены параллельно, а их входы соединены встречно, выходные сигналы будут противофазны (фиг. 4, б, г; фиг. 5, б, г; фиг. 6, б, г; фиг. 7, б, г).Since the
В момент времени (время выборки в i-м интервале) (фиг. 3б), напряжение uвых будет равно мгновенному значению аналогового входного напряжения устройстваAt time (sampling time in the i-th interval) (Fig. 3b), the voltage u o will be equal to the instantaneous value of the analog input voltage devices
но, в силу конечного времени срабатывания цепи управления ключом 3, то есть выполнения условия (11)but, due to the finite response time of the
на выходе компараторов 8 (при uвх>0, фиг. 4б, фиг. 5б) и 15 (при uвх<0, фиг. 6г, фиг. 7г) будут ненулевые уровни напряжения, которые посредством формирователей импульсов 16 (при uвх>0, фиг. 4в, фиг. 5в), 17 (при uвх<0, фиг. 6д, фиг. 7д) и логической ячейки 2ИЛИ 18 (фиг. 4е, фиг. 5е, фиг. 6е, фиг. 7е) обеспечат переброс триггера 12 в состояние логического «0» (фиг. 3е), что приведет к отключению первого ключа 3.at the output of the comparators 8 (for u in > 0, Fig. 4b, Fig. 5b) and 15 (for u in <0, Fig. 6d, Fig. 7d) there will be non-zero voltage levels, which through pulse shapers 16 (for u in > 0, Fig. 4c, Fig. 5c), 17 (with u in <0, Fig. 6d, Fig. 7d) and logical cell 2OR 18 (Fig. 4e, Fig. 5e, Fig. 6e, Fig. 7e) will ensure the flip-flop of the
В итоге, конденсатор 5 запоминает напряжение, которое равно мгновенному значению входного напряжения в момент времени , т.е. производится формирование выборки мгновенного значения. Время хранения равно (фиг. 3б), в течение которого можно использовать полученную информацию о значении выборки в соответствии с решаемыми задачами. В течение интервала времени [ti+0,5; ti+1] второй ключ 6 замыкается (на его вход управления поступает единичный сигнал с выхода логического инвертора 10 (фиг. 3д)) и конденсатор 5 разряжается, а в момент времени ti+1 (фиг. 3) начинается следующий цикл.As a result, the
Формирователи импульсов 11, 16 и 17 могут быть выполнены по обычной схеме на основе ждущего мультивибратора или одновибратора, запускающегося перепадом напряжения (фронтом импульса).The pulse shapers 11, 16 and 17 can be performed according to the usual scheme based on a standby multivibrator or a single vibrator triggered by a voltage drop (pulse front).
Таким образом, в случае предлагаемого устройства, с учетом выражений (3) и (9), правомерно утверждение об уменьшении значения времени выборки, а именно:Thus, in the case of the proposed device, taking into account expressions (3) and (9), it is valid to state that the sampling time is reduced, namely:
Кроме того, предлагаемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями - обеспечивает формирование выборки мгновенного значения напряжения двуполярных аналоговых сигналов, причем, с полярностью соответствующей полярности входного сигнала.In addition, the proposed device has enhanced functionality - provides a sample of the instantaneous voltage value of bipolar analog signals, moreover, with the polarity of the corresponding polarity of the input signal.
Так как, в предлагаемом устройстве, нагрузкой интегратора, выполненного на базе ОУ 2, выступает буферный повторитель на ОУ 19, в случае которого справедливо условиеSince, in the proposed device, the load of the integrator, made on the basis of
где Rвх.БП - входное сопротивление буферного повторителя на ОУ 19, то с учетом выражений (4), (5) и (6), правомерно утверждениеwhere R in. BP is the input resistance of the buffer repeater at
Учитывая, что в предлагаемом устройстве, сопротивление нагрузки устройства не оказывает влияния на величину Rвх.БП, правомерно утверждать о формировании выборки мгновенного значения напряжения независимо от сопротивления нагрузки устройства, а значит о снижении влияния сопротивления нагрузки на значение величины эффективного времени хранения выборки мгновенного значения напряжения.Given that in the proposed device, the load resistance of the device does not affect the value of R input BP , it is legitimate to assert the formation of a sample of the instantaneous voltage value regardless of the load resistance of the device, and therefore reduce the effect of the load resistance on the value of the effective storage time of the sample instant value voltage.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015152009/08U RU160951U1 (en) | 2015-12-03 | 2015-12-03 | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015152009/08U RU160951U1 (en) | 2015-12-03 | 2015-12-03 | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU160951U1 true RU160951U1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55659776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015152009/08U RU160951U1 (en) | 2015-12-03 | 2015-12-03 | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU160951U1 (en) |
-
2015
- 2015-12-03 RU RU2015152009/08U patent/RU160951U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW201517514A (en) | Capacitive proximity detection using delta-sigma conversion | |
KR101430402B1 (en) | Measuring method for measuring capacitance and capacitive touch switch using the same | |
RU160870U1 (en) | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE | |
RU160951U1 (en) | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE | |
RU155713U1 (en) | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE | |
RU160869U1 (en) | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE | |
RU164152U1 (en) | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE | |
RU58825U1 (en) | ANALOG-DIGITAL CONVERTER | |
RU2603937C1 (en) | Microcontroller measuring converter for resistive and capacitive sensors with transmission of conversion result over radio channel | |
RU158706U1 (en) | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE | |
RU154070U1 (en) | SAMPLING AND STORAGE DEVICE | |
RU154754U1 (en) | SAMPLING AND STORAGE DEVICE | |
RU2520409C2 (en) | Converter for converting periodic signal to frequency and period | |
RU155555U1 (en) | ANALOGUE REMEMBERING DEVICE | |
RU2565813C1 (en) | Microcontroller-based converter of resistance, capacitance and voltage into binary code | |
RU162372U1 (en) | MICROCONTROLLER ADC USING THE TRANSITION PROCESS IN THE RC CIRCUIT | |
RU2298872C1 (en) | Controlled-sensitivity analog-to-digital converter built around microcontroller | |
RU157940U1 (en) | SAMPLING AND STORAGE DEVICE | |
RU2580039C1 (en) | Sample and hold device | |
RU2756374C1 (en) | Microcontroller capacity measuring device for embedded computing systems | |
RU175892U1 (en) | ANALOGUE REMEMBERING DEVICE | |
TW202024649A (en) | Circuit and method for measuring signal period | |
RU174046U1 (en) | ANALOGUE REMEMBERING DEVICE | |
RU147306U1 (en) | ACTIVE RESISTANCE DEVICE | |
RU2506599C1 (en) | Microcontroller metering converter with balancing of resistive bridge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20161204 |