RU2018980C1 - Analog memorizing unit - Google Patents
Analog memorizing unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2018980C1 RU2018980C1 SU4869053A RU2018980C1 RU 2018980 C1 RU2018980 C1 RU 2018980C1 SU 4869053 A SU4869053 A SU 4869053A RU 2018980 C1 RU2018980 C1 RU 2018980C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- analog
- output
- outputs
- control unit
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в приборах для обработки или преобразования аналоговой информации. The invention relates to instrumentation and can be used in devices for processing or converting analog information.
Известно аналоговое запоминающее устройство [1], содержащее два устройства выборки и хранения на специализированных интегральных схемах, аналоговые ключи, буферный усилитель и блок управления. Known analog storage device [1], containing two sampling and storage devices on specialized integrated circuits, analog keys, a buffer amplifier and a control unit.
Известное устройство имеет большую аддитивную погрешность, что не позволяет использовать его в составе АЦП повышенной точности. Кроме того, аддитивная погрешность имеет большой температурный дрейф, что затрудняет применение его в составе аппаратуры, работающей в широком диапазоне температур. The known device has a large additive error, which does not allow its use in the ADC of high accuracy. In addition, the additive error has a large temperature drift, which makes it difficult to use it as part of equipment operating in a wide temperature range.
Цель изобретения - повышение точности, стабильности и быстродействия устройства. The purpose of the invention is to improve the accuracy, stability and speed of the device.
Цель достигается тем, что в известное аналоговое запоминающее устройство, содержащее блок управления, первый и второй блоки выборки и хранения, первый и второй аналоговые ключи и буферный усилитель, введены третий и четвертый аналоговые ключи, первый и второй запоминающие элементы на конденсаторах, первый информационный вход третьего аналогового ключа является информационным входом устройства, второй информационный вход третьего аналогового ключа подключен к шине нулевого потенциала, а выход соединен с информационными входами первого и второго блоков выборки и хранения, выходы которых подключены к первым обкладкам первого и второго конденсаторов соответственно, вторые обкладки конденсаторов подключены к информационным входам соответственно первого и второго аналоговых ключей, к первому и второму информационным входам четвертого аналогового ключа, выход которого подключен к входу буферного усилителя, выход которого является выходом устройства, выходы первого и второго аналоговых ключей подключены к шине нулевого потенциала, а управляющие входы соединены с первым и вторым выходами блока управления, третий и четвертый выходы которого подключен к управляющим входам третьего и четвертого аналоговых ключей соответственно, пятый и шестой выходы блока управления соединены с входами разрешения выборки соответственно первого и второго блоков выборки и хранения. The goal is achieved by the fact that the third and fourth analog keys, the first and second storage elements on the capacitors, the first information input are introduced into the known analog storage device containing a control unit, first and second blocks of sampling and storage, the first and second analog keys and a buffer amplifier the third analog key is the information input of the device, the second information input of the third analog key is connected to the zero potential bus, and the output is connected to the information inputs of the first о and the second sampling and storage units, the outputs of which are connected to the first plates of the first and second capacitors, respectively, the second plates of the capacitors are connected to the information inputs of the first and second analog keys, respectively, to the first and second information inputs of the fourth analog key, the output of which is connected to the input of the buffer amplifier, the output of which is the output of the device, the outputs of the first and second analog keys are connected to the zero potential bus, and the control inputs are connected to the first m and second outputs of control unit, third and fourth outputs of which are connected to the control inputs of the third and fourth analog switches respectively, the fifth and sixth outputs of the control unit connected to inputs of the sampling resolution of the first and second sample and hold blocks.
На фиг.1 представлена блок-схема аналогового запоминающего устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства; на фиг.3 - пример реализации блока управления; на фиг.4 - временная диаграмма работы блока управления; на фиг.5 - таблица кодировки ПЗУ. Figure 1 presents a block diagram of an analog storage device; in FIG. 2 is a timing diagram of the operation of the device; figure 3 is an example implementation of a control unit; figure 4 is a timing diagram of the operation of the control unit; figure 5 is a coding table of ROM.
Аналоговое запоминающее устройство содержит третий аналоговый ключ 1, первый блок 2 выборки и хранения (БВХ), блок 3 управления, второй блок 4 выборки и хранения (БВХ), первый и второй запоминающие элементы на конденсаторах 5 и 6, первый и второй аналоговые ключи 7 и 8, четвертый аналоговый ключ 9 и буферный усилитель 10. The analog storage device contains a third
В качестве БВХ 2 и 4 использованы специализированные ИМС типа КР1100СК2 [2]. As
Блок 3 управления является составной частью блока управления системы обработки аналоговой информации, в состав которой входит предлагаемое устройство. Кроме сигналов А, В, С, D, Е и F в нем вырабатываются сигналы управления для других блоков системы (на схеме не показаны). The
Пример практической реализации блока 3 управления показан на фиг.3. An example of a practical implementation of the
Здесь функции комбинационной схемы выполняет микросхема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), а памяти переменных состояний - 8-разрядный регистр. В качестве ПЗУ используется микросхема К155РЕЗ. Информационные выходы этой микросхемы выполнены по схеме с открытым коллектором. Поэтому для получения уровней логической единицы к ним подключены нагрузочные резисторы (R1 : R8), вторые выводы которых подключены к источнику питания микросхемы (Еn). Выходы (D0 : D7) ПЗУ подключены к одноименным входам регистра RG. На вход С регистра поступают тактовые импульсы Ф с кварцевого генератора G, в качестве которого используется кварцевый мультивибратор. Регистр выполнен на триггерах с записью информации по фронту импульса на входе С. В данном случае используется регистр К555ИР23. Для того, чтобы его выходы Q0 : Q7 были открытыми, вход разрешения Ео подключен к потенциалу земли. Часть выходов регистра (Q4 : Q7) подключены к адресным входам ПЗУ (А0 : A3). Адресный вход Ф4 ПЗУ и вход разрешения V ПЗУ подключены к потенциалу земли. Часть выходов регистра (Q4 : Q7) подключены к адресным входам ПЗУ (А0 : A3). Адресный вход А4 ПЗУ и вход разрешения V ПЗУ подключены к потенциалу земли. С выходов регистра Q7, Q6, Q3, Q2, Q1 и Q0 снимаются сигналы А, В, D, Е и F соответственно, управляющие работой аналогового запоминающего устройства (см. фиг.2).Here, the functions of the combinational circuit are performed by the read-only memory chip (ROM), and the memory of the variable states is an 8-bit register. The chip K155REZ is used as a ROM. The information outputs of this chip are made according to the open collector circuit. Therefore, to obtain logical unit levels, load resistors (R1: R8) are connected to them, the second terminals of which are connected to the power supply of the microcircuit (E n ). The outputs (D0: D7) of the ROM are connected to the inputs of the same register RG. At the input from the register, clock pulses Φ from the quartz generator G are received, which is used as a quartz multivibrator. The register is executed on triggers with recording information on the edge of the pulse at input C. In this case, the register K555IR23 is used. In order for its outputs Q0: Q7 to be open, the input of the permission E о is connected to the ground potential. Some of the outputs of the register (Q4: Q7) are connected to the address inputs of the ROM (A0: A3). The address input F4 ROM and the enable input V ROM are connected to ground potential. Some of the outputs of the register (Q4: Q7) are connected to the address inputs of the ROM (A0: A3). Address input A4 ROM and input permission V ROM connected to the ground potential. From the outputs of the register Q7, Q6, Q3, Q2, Q1 and Q0, signals A, B, D, E and F are removed, which control the operation of the analog storage device (see figure 2).
Временная диаграмма работы блока управления приведена на фиг.4. На ней показан тактовый сигнал Ф, поступающий на вход С регистра, и изменяющиеся по его переднему фронту в соответствии с информацией, записанной в ПЗУ, сигналы на выходах Q0 : Q7 регистра. Содержимое ПЗУ приведено в таблице на фиг. 5. Шестнадцатиричные цифры под временной диаграммой указывают номер текущего такта, двоичный код которого считывается с выхода Q7, Q6, Q5, Q4 регистра и поступает на адресные входы ПЗУ. В скобках возле наименования выхода регистра, на котором формируется данный сигнал, указан соответствующий ему сигнал управления аналоговым запоминающим устройством. The timing diagram of the operation of the control unit is shown in figure 4. It shows the clock signal Ф arriving at the C register input, and the signals at the outputs Q0: Q7 of the register changing along its rising edge in accordance with the information recorded in the ROM. The contents of the ROM are shown in the table in FIG. 5. The hexadecimal digits below the time chart indicate the number of the current clock cycle, the binary code of which is read from the output of the register Q7, Q6, Q5, Q4 and fed to the address inputs of the ROM. In parentheses near the name of the output of the register on which this signal is generated, the corresponding control signal of the analog storage device is indicated.
Как видно из временной диаграммы (фиг.4), цикл работы блока управления состоит из 16 тактов. В каждом такте на выходе регистра формируются сигналы управления и адресные сигналы для ПЗУ. При этом с выходов ПЗУ на вход регистра поступает информация о сигналах, которые должны быть сформированы на выходе регистра в следующем такте. С приходом переднего фронта тактового импульса Ф эта информация записывается в регистр и начинается новый такт. As can be seen from the timing diagram (figure 4), the operation cycle of the control unit consists of 16 cycles. In each cycle, at the output of the register, control signals and address signals for ROM are generated. In this case, from the outputs of the ROM to the input of the register receives information about the signals that should be generated at the output of the register in the next clock cycle. With the arrival of the leading edge of the clock pulse Ф, this information is recorded in the register and a new clock cycle begins.
Время измерения Т (см. фиг.2) задается требованиями к системе сбора и обработки аналоговой информации. В предложенном варианте блока управления время Т занимает 8 тактов работы блока. Поэтому период импульсов Ф должен быть 1/8 Т. Следовательно, частота кварцевого генератора: f = 8/Т. The measurement time T (see figure 2) is set by the requirements for a system for collecting and processing analog information. In the proposed version of the control unit, the time T takes 8 clock cycles of the unit. Therefore, the pulse period Φ should be 1/8 T. Therefore, the frequency of the crystal oscillator: f = 8 / T.
Предлагаемый вариант реализации блока 3 удобен тем, что позволяет легко изменять временные соотношения между сигналами А : F в зависимости от конкретных требований к аналоговому запоминающему устройству. Это достигается перепрограммированием ПЗУ и увеличением его информационной емкости. The proposed embodiment of
Сигналы А : F могут быть использованы для взаимодействия аналогового запоминающего устройства и другими узлами системы сбора и обработки аналоговой информации. Так, срез сигнала В может быть использован для пуска аналого-цифрового преобразователя. Signals A: F can be used for the interaction of the analog storage device and other nodes of the system for collecting and processing analog information. So, a signal slice B can be used to start an analog-to-digital converter.
В сложных системах блок 3 управления может быть выполнен на основе микропроцессора. In complex systems, the
Устройство работает следующим образом. Сигнал на выходе БВХ может быть представлен следующим выражением:
Е = Ес + Есм + Eq (1) где Ес - полезный сигнал;
Есм - напряжение смещения;
Еq - напряжение, обусловленное явлением переноса заряда.The device operates as follows. The signal at the output of the BVH can be represented by the following expression:
E = E c + E cm + E q (1) where E c is a useful signal;
E cm is the bias voltage;
E q is the voltage due to the phenomenon of charge transfer.
Есм и Еq - составляющие аддитивной погрешности БВХ. Исключение их из выходного сигнала производится путем запоминания величины (Есм + Eq) на конденсаторе и последующего вычитания запомненного напряжения из выходного напряжения БВХ. Для этого в определенные моменты времени производится запоминание в БВХ сигнала, равного нулю, при этом на выходе БВХ при переходе в режим хранения сигнал Еа будет равен : Еа = Есм + Еq.E cm and E q are the components of the additive error of BVH. Their exclusion from the output signal is made by storing the value (E cm + E q ) on the capacitor and then subtracting the stored voltage from the output voltage of the BVX. To do this, at certain points in time, a signal equal to zero is stored in the BVX, and at the output of the BVX, when the device enters the storage mode, the signal Ea will be equal to: E a = E cm + E q .
Этот сигнал запоминается на конденсаторе, одна обкладка которого подключена к выходу БВХ, а вторая - к потенциалу земли. Затем вторая обкладка этого конденсатора отключается от земли, а БВХ переводится в режим выборки входного сигнала, который при этом поступает на вход БВХ. После запоминания входного сигнала БВХ переводится на режим хранения. При этом на его выходе напряжение Е будет равно:
Е = Ес + Есм + Eq, а на второй обкладке конденсатора Евых:
Евых = Е - Еа = Ес + Eсм + Eq - Есм - Е = Ес
Видно, что запомненное на конденсаторе напряжение компенсирует аддитивную погрешность БВХ. Так как вторая обкладка конденсатора подключается к выходу устройства через буферный усилитель, то на выходе получаем сигнал без составляющих аддитивной погрешности.This signal is stored on the capacitor, one lining of which is connected to the BVH output, and the second to the ground potential. Then the second lining of this capacitor is disconnected from the ground, and the BVH is switched to the sampling mode of the input signal, which at the same time enters the input of the BVH. After storing the input signal, the BVH is transferred to the storage mode. In this case, the voltage E at its output will be equal to:
E = E c + E cm + E q , and on the second lining of the capacitor E o :
E out = E - E a = E s + E cm + E q - E cm - E = E s
It is seen that the voltage stored on the capacitor compensates for the additive error of the BVC. Since the second capacitor plate is connected to the output of the device through a buffer amplifier, we get a signal at the output without the components of the additive error.
Управляющие сигналы вырабатываются в блоке 3 управления. Control signals are generated in the
Условно схему устройства можно разбить на два канала, работающих поочередно. Conventionally, the device circuit can be divided into two channels operating in turn.
Рассмотрим работу канала, включающего БВХ 2, конденсатор 5, ключ 7. Нулевой уровень сигнала В, вырабатываемого блока 3, переводит ключ 1 в состояние, когда его выход подключается к его второму информационному входу, подключенному к шине нулевого потенциала. Этот потенциал поступает на информационные входы БВХ. На вход разрешения выборки БВХ 2 поступает единичный уровень сигнала С с блока 3, который переводит БВХ 2 в режим выборки, при этом происходит запоминание в БВХ 2 сигнала с нулевым значением. После окончания этого процесса БВХ 2 сигналом С (нулевой уровень) переводится в режим хранения и на его выходе сигнал включает в себя только составляющие аддитивной погрешности. Единичное состояние сигнала D переводит ключ 7 в замкнутое состояние, благодаря чему конденсатор 5 заряжается до напряжения на выходе БВХ 2. Затем ключ 7 размыкается (сигнал D переходит в состояние "ноль"). Сигнал В переходит в единичное состояние, подключая аналоговый вход БВХ2 к первому аналоговому входу ключа 1, являющемуся входом устройства. Входной сигнал запоминается в БВХ 2 по единичному состоянию сигнала Е, после чего БВХ 2 переводится в режим хранения (С=0). Затем сигнал А = 1 переводит ключ 9 в состояние, при котором вход буферного усилителя 10 подключается к второй обкладке конденсаторе 5. При этом сигнал с выхода БВХ 2 без составляющих аддитивной погрешности поступает через буферный усилитель 10 на выход устройства, а процесс, описанный выше, повторяется в канале, содержащем БВХ 4, конденсатор 6 и ключ 8. Consider the operation of the channel, including
В предлагаемом устройстве происходит компенсация дрейфа аддитивных погрешностей первого и второго БВХ, что позволяет снизить требования к ним, в частности, исключить из их схем резисторы балансировки, а также позволяет снизить требования к Схр, входящих в состав БВХ. Компенсация Еq позволяет значительно снизить величину емкости Схр и за счет этого повысить быстродействие устройства.The proposed device is compensated drift error addition CVS first and second, reducing the requirements for them, in particular, to exclude from their schemes balancing resistors, and also can reduce the requirements for the C xp comprising the CVS. Compensation E q can significantly reduce the value of the capacitance C xp and thereby increase the speed of the device.
Для того, чтобы включение в схему устройства ключей 7 и 8 не привело к возрастанию погрешности из-за переноса заряда из цепей управления ими на конденсаторы 5 и 6, их емкости выбираются значительно больше емкостей конденсаторов хранения, входящих в состав БВХ 2 и 4. Это не приводит к нарушению работы устройства, так как изменения во времени аддитивной погрешности БВХ (температурный дрейф, дрейф напряжения смещения и др.) имеют невысокую скорость и, несмотря на большие емкости конденсаторов 5 и 6, напряжение на них будет отслеживать изменения этой погрешности. In order that the inclusion of
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4869053 RU2018980C1 (en) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | Analog memorizing unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4869053 RU2018980C1 (en) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | Analog memorizing unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018980C1 true RU2018980C1 (en) | 1994-08-30 |
Family
ID=21537647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4869053 RU2018980C1 (en) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | Analog memorizing unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2018980C1 (en) |
-
1990
- 1990-07-04 RU SU4869053 patent/RU2018980C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1430989, кл. G 11C 27/00, 1988. * |
2. Чабан С.Д., Скрябин С.Г. Устройство выборки и хранения аналогового сигнала. Микропроцессорные средства и системы, N 2, 1988, с.61. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3541446A (en) | Small signal analog to digital converter with positive cancellation of error voltages | |
RU2018980C1 (en) | Analog memorizing unit | |
GB2128433A (en) | Signal processing system employing charge transfer devices | |
US4074257A (en) | Auto-polarity dual ramp analog to digital converter | |
JPS6231529B2 (en) | ||
SU1272272A2 (en) | Amplitude-phase harmonic analyzer | |
SU1522112A1 (en) | Recordving device | |
SU750569A1 (en) | Analogue storage | |
SU1430989A1 (en) | Sampling and storing device | |
RU2011295C1 (en) | Device for smoothing signal of digital-to-analog converter | |
JPS5635532A (en) | A/d converter | |
SU1104585A1 (en) | Analog storage | |
SU920844A1 (en) | Analogue storage device | |
SU1185398A1 (en) | Analog storage | |
SU1388954A1 (en) | Analog device for fetching and stroring information | |
SU1695506A1 (en) | Device for smoothing of signal of digital-to-analog computer | |
RU2024028C1 (en) | Low-frequency phase shift meter | |
SU720513A1 (en) | Analog memory | |
SU756485A1 (en) | Analogue storage | |
RU1774378C (en) | Analog memory | |
SU1410275A1 (en) | Integrating voltage-to-number converter | |
SU947874A1 (en) | Logarithmic a-d converter | |
SU1698881A1 (en) | Data input device | |
SU711674A1 (en) | Synchronous detector | |
SU1495853A1 (en) | Analog memory |