RU2580039C1 - Sample and hold device - Google Patents
Sample and hold device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580039C1 RU2580039C1 RU2015114023/08A RU2015114023A RU2580039C1 RU 2580039 C1 RU2580039 C1 RU 2580039C1 RU 2015114023/08 A RU2015114023/08 A RU 2015114023/08A RU 2015114023 A RU2015114023 A RU 2015114023A RU 2580039 C1 RU2580039 C1 RU 2580039C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- operational amplifier
- sampling
- converter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых системах обработки сигналов.The invention relates to automation and measurement technology and can be used in analog-to-digital signal processing systems.
Уровень техникиState of the art
Известно устройство выборки и хранения, содержащие аналоговый ключ, два повторителя на операционных усилителях, конденсатор хранения, резистор цепи обратной связи, резистор ограничения, два встречно включенных диода, причем когда аналоговый ключ находится в замкнутом состоянии (режим запоминания), потенциал выхода первого операционного усилителя, вследствие действия общей отрицательной обратной связи устанавливается таким, что выходное напряжение отличается от входного на величину напряжения смещения первого операционного усилителя. При этом смещение, возникающее из-за наличия коммутатора (ключа) и второго операционного усилителя, сводится к нулю. Диоды в этом состоянии схемы заперты, так как падение напряжения на них, равное указанному смещению, достаточно мало (меньше 20 мВ). При размыкании ключа управляющим сигналом выходное напряжение остается неизменным. Резистор цепи обратной связи и диоды предотвращают насыщение первого операционного усилителя, которое могло бы возникнуть из-за размыкания общей отрицательной обратной связи в этом режиме. Это снижает время переходного процесса при замыкании ключа. Первый операционный усилитель обеспечивает высокое входное сопротивление устройства выборки и хранения ([1, с. 102, рис. 3] - 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: АГ-РУС, 2011. С. 100-104).A device for sampling and storage containing an analog key, two repeaters on operational amplifiers, a storage capacitor, a feedback resistor, a limiting resistor, two on-board diodes, and when the analog key is in the closed state (memory mode), the output potential of the first operational amplifier is known , due to the action of the general negative feedback, it is set such that the output voltage differs from the input voltage by the bias voltage of the first operational amplifier I am. In this case, the bias arising due to the presence of the switch (key) and the second operational amplifier is reduced to zero. The diodes in this state of the circuit are locked, since the voltage drop across them, equal to the indicated bias, is quite small (less than 20 mV). When the key is opened with a control signal, the output voltage remains unchanged. The feedback resistor and diodes prevent saturation of the first operational amplifier, which could have occurred due to the opening of the common negative feedback in this mode. This reduces the transient time when the key is locked. The first operational amplifier provides a high input impedance to a sampling and storage device ([1, p. 102, Fig. 3] - Zhavoronkova MS, Bondar SN Development of a high-speed sampling and storage device with increased accuracy // Methods and technical means of increasing the effectiveness 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 Faculty of Electric Power StGAU. - Stavropol: AG-RUS, 2011. P. 100-104).
Недостатком устройства является большое значение величины времени выборки Δtвыборки и малое значение отношения Δtхранения/Δtвыборки.The disadvantage of this device is the large value of the sampling time Δt of the sample and the small value of the ratio Δt of storage / Δt of the sample .
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 ([2] - патент RU 63623, МПК H03K 17/60).A sampling and storage device is known that contains a non-inverting voltage amplifier, the input of which is simultaneously the information input of the sampling and storage device 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 sampling and storage device; 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; opposite inputs of the comparators are interconnected and with the inputs of the comparison circuit ([2] - 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 выборки и хранения содержащее аналоговый ключ, два операционных усилителя, резистор цепи обратной связи, два встречно включенных диода, конвертор положительного емкостного сопротивления, причем вход устройства подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, выход которого непосредственно подключен ко входу аналогового ключа и через встречно включенные диоды, одновременно подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя и резистору цепи обратной связи, второй вывод которого соединен одновременно с выходом и инвертирующим входом второго операционного усилителя, выход которого служит выходом устройства выборки и хранения, вход управления которого является входом управления аналогового ключа, выход которого соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя и входом конвертора положительного емкостного сопротивления.The closest analogue is the prototype of the claimed technical solution is a sampling and storage device containing an analog key, two operational amplifiers, a feedback resistor, two on-board diodes, a positive capacitance converter, and the input of the device is connected to a non-inverting input of the first operational amplifier, the output of which directly connected to the input of the analog key and through counter-on diodes, simultaneously connected to the inverting input of the first opera an ion amplifier and a feedback resistor, the second output of which is connected simultaneously with the output and inverting input of the second operational amplifier, the output of which serves as the output of the sampling and storage device, the control input of which is the control input of the analog key, the output of which is connected to the non-inverting input of the second operational amplifier and converter input positive capacitance.
Конвертор положительного емкостного сопротивления содержит два операционных усилителя, четыре резистора, конденсатор; причем конденсатор одним контактом заземлен, вторым контактом подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя и входу первого резистора, выход которого подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя и входу второго резистора, выход которого соединен непосредственно с выходом второго операционного усилителя и через третий резистор подключен к параллельно соединенным неинвертирующему входу второго операционного усилителя, выходу первого операционного усилителя и входу четвертого резистора, выход которого соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя и входом конвертора положительного емкостного сопротивления ([3] - патент RU 2342714, МПК G11C 27/02, H03K 17/60).The positive capacitance converter contains two operational amplifiers, four resistors, a capacitor; moreover, the capacitor is grounded by one contact, the second contact is connected to the inverting input of the first operational amplifier and the input of the first resistor, the output of which is connected to the inverting input of the second operational amplifier and the input of the second resistor, the output of which is connected directly to the output of the second operational amplifier and is connected to parallel through the third resistor connected to a non-inverting input of the second operational amplifier, the output of the first operational amplifier and the input of the fourth resistor, output which is connected to the non-inverting input of the first operational amplifier and the input of the converter of positive capacitive resistance ([3] - patent RU 2342714, IPC G11C 27/02,
На этапе выборки, результат выборки описывается выражением:At the sampling stage, the sampling result is described by the expression:
где Uвых - выходное напряжение устройства выборки и хранения;where U o - the output voltage of the device sampling and storage;
Uвх - входное напряжение устройства выборки и хранения;U I - the input voltage of the device sampling and storage;
Uс.кон - напряжение на искусственной емкости, создаваемой конвертором положительного емкостного сопротивления в период выборки;U c.con is the voltage on the artificial capacitance created by the converter of positive capacitance during the sampling period;
Uс.кон.оз _ остаточное напряжение заряда искусственной емкости создаваемой конвертором положительного емкостного сопротивления в период выборки, соответствует (без учета спада выходного напряжения) Uс.кон предыдущей выборки;U s.con.oz _ residual charge voltage of the artificial capacity created by the converter of positive capacitance during the sampling period, corresponds (without taking into account the drop in the output voltage) U s.con. of the previous sample;
τс.кон - постоянная времени цепи заряда искусственной емкости, создаваемой конвертором положительного емкостного сопротивления.τ s.con is the time constant of the charge circuit of the artificial capacity created by the converter of positive capacitive resistance.
То есть в режиме заряда искусственной емкости, создаваемой конвертором положительного емкостного сопротивления, в устройстве выборки и хранения имеет место коммутационный процесс с ненулевыми начальными условиями, в качестве которых выступает остаточное напряжение заряда искусственной емкости Uс.кон.оз.That is, in the charge mode of the artificial capacity created by the positive capacitance converter, a switching process takes place in the sampling and storage device with non-zero initial conditions, which are the residual charge voltage of the artificial capacity U s.con.oz.
В силу влияния Uс.кон.оз, время выборки Δtвыб., необходимое для обеспечения заданной точности запоминания входного сигнала, будет неравномерно (фиг. 1: кривая Uс.кон.1→Δtвыб.1; кривая Uс.кон.2→Δtвыб.2; кривая Uс.кон.3→Δtвыб.3; кривая Uс.кон.4→Δtвыб.4), а так как считывающие устройства, например АЦП, функционируют в синхронном режиме, время выборки в прототипе будет определяться условием (2)Due to the influence of U s.kon.oz, sampling time Δt SEL. required to ensure the specified accuracy of memorizing the input signal will be uneven (Fig. 1: curve U c.con . 1 → Δt select 1 ; curve U c.con.2 → Δt select 2 ; curve U c.con.3 → Δt select 3 ; curve U sec.conf. 4 → Δt select 4 ), and since reading devices, for example, ADCs, operate in synchronous mode, the sampling time in the prototype will be determined by condition (2)
Для количественной оценки влияния величины остаточного напряжения заряда искусственной емкости Uс.кон.оз на время выборки в прототипе Δtвыб., введем параметр nu, выражение (3)To quantify the effect of the residual charge voltage of the artificial capacity U s.con.oz on the sampling time in the prototype Δt select. , introduce the parameter n u , expression (3)
и параметр nτ, выражение (4)and parameter n τ , expression (4)
С учетом (3), выражение (4) примет вид:Taking into account (3), expression (4) will take the form:
где , [%] - относительная погрешность представления входного сигнала на выходе устройства (относительная погрешность заряда искусственной емкости, создаваемой конвертором положительного емкостного сопротивления в период выборки).Where , [%] is the relative error in the representation of the input signal at the output of the device (the relative error in the charge of the artificial capacitance created by the converter of positive capacitance during the sampling period).
График функции nτ=f(nu), для типового значения относительной погрешности δ=0,1%, в диапазоне -1<nu<3 (Uс.кон.оз∈[-Uвх; 3·Uвх]), приведен на фиг. 2. Как следует из графика, фиг. 2, для заданных условий, имеет место соотношение (6)Graph of the function n τ = f (n u ), for a typical value of the relative error δ = 0.1%, in the range -1 <n u <3 (U c.con.oz ∈ [-U in ; 3 · U in ] ) shown in FIG. 2. As follows from the graph, FIG. 2, for given conditions, the relation (6)
То есть наличие остаточного напряжения заряда искусственной емкости Uс.кон.оз приводит:That is, the presence of a residual charge voltage of an artificial capacity U c.con.oz results in:
- к неравномерности времени выборки;- to uneven sampling time;
- увеличению времени выборки, относительно необходимого интервала, на 10%;- increase in sampling time, relative to the required interval, by 10%;
- неоднозначности относительной погрешности представления входного сигнала на выходе устройства (неоднозначности точности запоминания).- ambiguities in the relative error in the representation of the input signal at the output of the device (ambiguities in the accuracy of memorization).
Недостатком устройства является большое значение величины времени выборки Δtвыборки при неоднозначности точности запоминания.The disadvantage of this device is the large value of the sampling time Δt sampling with ambiguity in the accuracy of memorization.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к сокращению времени выборки Δtвыборки при обеспечении заданной точности запоминания.The technical result that can be achieved using the present invention is to reduce the sampling time Δt of the sample while ensuring a given accuracy of memorization.
Технический результат достигается тем, что в устройство выборки и хранения, содержащее первый аналоговый ключ, два операционных усилителя, резистор цепи обратной связи, два встречно включенных диода, конвертор положительного емкостного сопротивления, причем вход устройства подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, выход которого непосредственно подключен ко входу первого аналогового ключа и через встречно включенные диоды, одновременно подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя и резистору цепи обратной связи, второй вывод которого соединен одновременно с выходом и инвертирующим входом второго операционного усилителя, выход которого служит выходом устройства выборки и хранения, выход первого аналогового ключа соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя и первым входом конвертора положительного емкостного сопротивления, введены первый и второй формирователь импульсов, элемент задержки, второй аналоговый ключ, причем вход управления устройства выборки и хранения, через первый формирователь импульса, соединен непосредственно с входом управления второго аналогового ключа и, через последовательно соединенные элемент задержки и второй формирователь импульса, с входом управления первого аналогового ключа, вход второго аналогового ключа заземлен, а выход подключен ко второму входу конвертора положительного емкостного сопротивления.The technical result is achieved by the fact that a sampling and storage device containing a first analog key, two operational amplifiers, a feedback resistor, two diodes in the opposite direction, a positive capacitor converter, the input of the device is connected to a non-inverting input of the first operational amplifier, the output of which is directly connected to the input of the first analog key and through counter-enabled diodes, simultaneously connected to the inverting input of the first operational amplifier and feedback loop source, the second output of which is connected simultaneously with the output and inverting input of the second operational amplifier, the output of which serves as the output of the sampling and storage device, the output of the first analog key is connected to the non-inverting input of the second operational amplifier and the first input of the positive capacitor converter, the first and a second pulse shaper, a delay element, a second analog key, and the control input of the sampling and storage device, through the first shaper l pulse is connected directly to the control input of the second analog switch and, through the delay element and the second pulse driver, connected to the control input of the first analog switch, the input of the second analog switch is grounded and the output is connected to the second input of the positive capacitor converter.
Конвертор положительного емкостного сопротивления содержит два операционных усилителя, четыре резистора, конденсатор, причем конденсатор одним контактом заземлен, вторым контактом подключен ко второму входу конвертора положительного емкостного сопротивления, к инвертирующему входу первого операционного усилителя и входу первого резистора, выход которого подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя и входу второго резистора, выход которого соединен непосредственно с выходом второго операционного усилителя и через третий резистор подключен к параллельно соединенным неинвертирующему входу второго операционного усилителя, выходу первого операционного усилителя и входу четвертого резистора, выход которого соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя и первым входом конвертора положительного емкостного сопротивления.The positive capacitance converter contains two operational amplifiers, four resistors, a capacitor, and the capacitor is grounded with one contact, the second contact is connected to the second input of the positive capacitor converter, to the inverting input of the first operational amplifier and the input of the first resistor, the output of which is connected to the inverting input of the second operational amplifier and the input of the second resistor, the output of which is connected directly to the output of the second operational amplifier and h Through the third resistor, it is connected to a non-inverting input of the second operational amplifier connected in parallel, the output of the first operational amplifier and the input of the fourth resistor, the output of which is connected to the non-inverting input of the first operational amplifier and the first input of the positive capacitor converter.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 приведены временные диаграммы, поясняющие работу прототипа.In FIG. 1 shows timing diagrams illustrating the operation of the prototype.
На фиг. 2 приведен график функции nτ=f(nu) прототипа.In FIG. 2 shows a graph of the function n τ = f (n u ) of the prototype.
На фиг. 3 приведена функциональная схема устройства выборки и хранения.In FIG. 3 shows a functional diagram of a sampling and storage device.
На фиг. 4 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства выборки и хранения.In FIG. 4 is a timing diagram explaining the operation of the sampling and storage device.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Устройство выборки и хранения содержит операционные усилители 1 (ОУ1) и 6 (ОУ2), аналоговые ключи 2 и 18, диоды 3 (D1) и 4 (D2), резистор 5 (R1) цепи обратной связи, конвертор 7 положительного емкостного сопротивления, формирователи импульсов 15 и 17, элемент задержки 16, причем вход устройства подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя 1, выход которого непосредственно подключен ко входу аналогового ключа 2 и через встречно включенные диоды 3 и 4, одновременно подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 1 и резистору 5 цепи обратной связи, второй вывод которого соединен одновременно с выходом устройства выборки и хранения и инвертирующим входом операционного усилителя 6, выход аналогового ключа 2 соединен одновременно с неинвертирующим входом операционного усилителя 6 и первым входом конвертора 7 положительного емкостного сопротивления, вход управления устройства выборки и хранения, через формирователь импульса 15, соединен непосредственно с входом управления аналогового ключа 18 и, через последовательно соединенные элемент задержки 16 и формирователь импульса 17, с входом управления аналогового ключа 2, вход аналогового ключа 18 заземлен, а выход подключен ко второму входу конвертора 7 положительного емкостного сопротивления.The sampling and storage device contains operational amplifiers 1 (ОУ1) and 6 (ОУ2),
Конвертор 7 положительного емкостного сопротивления содержит конденсатор 8 (С), операционные усилители 9 (ОУЗ) и 11 (ОУ4), резисторы 10 (R2), 12 (R3), 13 (R4), 14 (R5), причем конденсатор 8 одним контактом заземлен, а вторым контактом подключен ко второму входу конвертора 7 положительного емкостного сопротивления, к инвертирующему входу операционного усилителя 9 и входу резистора 10, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 11 и входу резистора 12, выход которого соединен непосредственно с выходом операционного усилителя 11 и через резистор 13, подключен к параллельно соединенным неинвертирующему входу операционного усилителя 11, выходу операционного усилителя 9 и входу резистора 14, выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 9 и первым входом конвертора 7 положительного емкостного сопротивления.The
Функциональная схема устройства выборки и хранения приведена на фиг. 3.A functional diagram of a sampling and storage device is shown in FIG. 3.
В основе принципа функционирования предлагаемого устройства выборки и хранения лежит ряд операций.The principle of operation of the proposed device sampling and storage is a series of operations.
1) Принудительный ускоренный разряд (ПУР) искусственной емкости создаваемой конвертором 7 положительного емкостного сопротивления, а фактически, конденсатора 8 конвертора 7 положительного емкостного сопротивления, согласно выражению (7)1) Forced accelerated discharge (PUR) of the artificial capacity created by the
где τпур - постоянная времени цепи принудительного ускоренного разряда конденсатора 8 конвертора 7 положительного емкостного сопротивления.where τ pur is the time constant of the forced accelerated discharge circuit of the
ПричемMoreover
и в пределеand in the limit
что обеспечивается аналоговым ключом 18. А значит, интервал времени принудительного ускоренного разряда конденсатора 8 конвертора 7 положительного емкостного сопротивления (искусственной емкости создаваемой конвертором 7 положительного емкостного сопротивления) Δtпур, фиг. 4, характеризуется условиемthis is ensured by the
2) Заряд искусственной емкости, создаваемой конвертором 7 положительного емкостного сопротивления, фиг. 4, согласно выражению (11)2) The charge of the artificial capacity created by the
С учетом выражений (4), (5), (7)÷(11), будет иметь место соотношение (12)Given the expressions (4), (5), (7) ÷ (11), the relation (12)
что соответствует nτ (nu=0) прототипа, фиг. 2. Тем самым будет достигнуто сокращение времени выборки Δtвыборки (относительно прототипа) в пределе на 10% при обеспечении заданной точности запоминания, то есть устранены недостатки прототипа.which corresponds to n τ (n u = 0) of the prototype, FIG. 2. Thereby, a reduction in sampling time Δt of the sample (relative to the prototype) in the limit of 10% is achieved while ensuring the specified accuracy of memorization, that is, the disadvantages of the prototype are eliminated.
3) Считывание запомненного напряжения в течение интервала времени хранения Δtхр. (фиг. 4, где ΔU - погрешность выборки мгновенного значения аналогового напряжения).3) Reading the stored voltage during the storage time interval Δt xp. (Fig. 4, where ΔU is the sampling error of the instantaneous value of the analog voltage).
Работа устройства поясняется временными диаграммами (фиг. 5), на которых показаны:The operation of the device is illustrated by timing diagrams (Fig. 5), which show:
- импульс запуска устройства выборки и хранения (входное управляющее напряжение uупр) (фиг. 5, а);- the start pulse of the sampling and storage device (input control voltage u control ) (Fig. 5, a);
- выходное напряжение u15 формирователя импульса 15 (фиг. 5, б);- output voltage u 15 of the pulse shaper 15 (Fig. 5, b);
- выходное напряжение u16 элемента задержки 16 (фиг. 5, в);- output voltage u 16 of the delay element 16 (Fig. 5, c);
- выходное напряжение u17 формирователя импульса 17 (фиг. 5, г).- output voltage u 17 of the pulse shaper 17 (Fig. 5, g).
- входное напряжение устройства uвх, выходное напряжение устройства u6 (фиг. 5, д).- the input voltage of the device u I , the output voltage of the device u 6 (Fig. 5, d).
Устройство выборки и хранения работает следующим образом.The device sampling and storage works as follows.
Импульс запуска Uynp, поступающий на вход управления устройства выборки и хранения в момент времени t0 (фиг. 5, а), обеспечивает, посредством формирователя импульса 15 (фиг. 5, б), замыкание аналогового ключа 18 и принудительный ускоренный разряд конденсатора 8 конвертора 7 положительного емкостного сопротивления (искусственной емкости, создаваемой конвертором 7 положительного емкостного сопротивления), согласно выражению (7). Причем, в силу выполнения условий (8) и (9) (проходное сопротивление замкнутого ключа в современных ИМС составляет порядка 0,5 Ом ([4] 0.45-Ω quad spdt analog switch 4-channel 2:1 multiplexer - demultiplexer with two controls. [Электронный ресурс] TS3A44159. http://www.farnell.com/datasheets/1789043.pdf (дата обращения: 22.03.2015.)), интервал времени принудительного ускоренного разряда конденсатора 8 конвертора 7 положительного емкостного сопротивления (искусственной емкости создаваемой конвертором 7 положительного емкостного сопротивления) Δtпур=t1-t0 (фиг. 5, 1) будет соответствовать условию (10).The start pulse U ynp , which enters the control input of the sampling and storage device at time t 0 (Fig. 5, a), provides, by means of a pulse shaper 15 (Fig. 5, b), the
Сигнал с выхода элемента задержки 16 (фиг. 5, в) обеспечивает, посредством формирователя импульса 17 (фиг. 5, г), замыкание аналогового ключа 2 и заряд искусственной емкости, создаваемой конвертором 7 положительного емкостного сопротивления (фиг. 5, д) согласно выражению (11). Причем, постоянная времени цепи заряда искусственной емкости τс.кон, создаваемой конвертором 7, определяется выражением (13)The signal from the output of the delay element 16 (Fig. 5, c) provides, by means of a pulse shaper 17 (Fig. 5, d), the
где RAK - проходное сопротивление замкнутого аналогового ключа 2;where R AK is the passage resistance of the
Cкон - величина искусственной емкости создаваемой конвертором 7, выражение (14)C con - the value of the artificial capacity created by the
где Kк - коэффициент конверсии, в общем случае, Kк<<1;where K k is the conversion coefficient, in the general case, K k <<1;
С - емкость конденсатора 8 (С);C is the capacitance of the capacitor 8 (C);
R2÷5 - сопротивление резисторов, соответственно 10 (R2), 12 (R3), 13 (R4), 14 (R5).R 2 ÷ 5 is the resistance of the resistors, respectively 10 (R2), 12 (R3), 13 (R4), 14 (R5).
При этом следует учесть, что операционный усилитель 1 обеспечивает высокое входное сопротивление устройства выборки и хранения, а потенциал выхода операционного усилителя 1, вследствие действия общей отрицательной обратной связи устанавливается таким, что выходное напряжение отличается от входного на величину напряжения смещения операционного усилителя 1. При этом смещение, возникающее из-за наличия аналогового ключа 2 и операционного усилителя 6, сводится к нулю. Диоды 3 и 4 в этом состоянии схемы заперты, так как падение напряжения на них, равное указанному смещению, достаточно мало (меньше 20 мВ).It should be borne in mind that the
По завершению формирования импульса формирователем импульса 17 (фиг. 5, г), аналоговый ключ 2 размыкается, устройство выборки и хранения переходит в режим хранения - интервал времени Δtхр=t5-t4 (фиг. 5, д). При этом следует учесть, что операционный усилитель 6 включен по схеме повторителя, в силу чего напряжение на выходе устройства выборки и хранения соответствует напряжению установившемуся на входе конвертора 7 положительного емкостного сопротивления (падению напряжения на конверторе 7), а спад выходного напряжения устройства выборки и хранения ΔU (фиг.4) определяется постоянной времени хранения τх.кон Upon completion of the pulse formation by the pulse shaper 17 (Fig. 5, d), the
где Rвх.ОУ2 - входное сопротивление операционного усилителя 6 (ОУ2), в общем случае, Rвх.ОУ2 составляет тысячи МОм ([5] - Sample-and-hold amplifiers LF198/LF298/LF398 [Электронный ресурс] http://pdf.datasheetarchive.com/indexerfiles/Scans-064/DSA2IH00144263.pdf (дата обращения: 22.03.2015.)).where R IO.OU2 is the input impedance of operational amplifier 6 (OA2), in general, R IO.OU2 is thousands of MΩ ([5] - Sample-and-hold amplifiers LF198 / LF298 / LF398 [Electronic resource] http: // pdf.datasheetarchive.com/indexerfiles/Scans-064/DSA2IH00144263.pdf (accessed March 22, 2015.)).
В дальнейшем алгоритм работы устройства выборки и хранения повторяется.In the future, the algorithm of the sampling and storage device is repeated.
Формирователи укороченного импульса 15 и 17 могут быть выполнены в виде ждущих мультивибраторов или одновибраторов.Formers shortened
Введение в предлагаемом устройстве операции принудительного ускоренного разряда искусственной емкости создаваемой конвертором 7 положительного емкостного сопротивления, а фактически, конденсатора 8 конвертора 7 положительного емкостного сопротивления, устраняет влияние остаточного напряжения заряда искусственной емкости Uс.кон.оз на время выборки, что позволяет сократить время выборки Δtвыборки при обеспечении заданной точности запоминания.The introduction in the proposed device of the operation of the forced accelerated discharge of artificial capacity created by the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015114023/08A RU2580039C1 (en) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | Sample and hold device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015114023/08A RU2580039C1 (en) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | Sample and hold device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2580039C1 true RU2580039C1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55793851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015114023/08A RU2580039C1 (en) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | Sample and hold device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2580039C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU63623U1 (en) * | 2006-12-25 | 2007-05-27 | Ставропольский военный институт связи ракетных войск | SAMPLING AND STORAGE DEVICE |
RU2342715C2 (en) * | 2006-12-27 | 2008-12-27 | Ставропольский военный институт связи ракетных войск | Sampling and holding device |
RU2342714C2 (en) * | 2006-12-25 | 2008-12-27 | Ставропольский военный институт связи ракетных войск | Sampling and holding device |
RU2512890C1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Redundant source of current |
-
2015
- 2015-04-15 RU RU2015114023/08A patent/RU2580039C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU63623U1 (en) * | 2006-12-25 | 2007-05-27 | Ставропольский военный институт связи ракетных войск | SAMPLING AND STORAGE DEVICE |
RU2342714C2 (en) * | 2006-12-25 | 2008-12-27 | Ставропольский военный институт связи ракетных войск | Sampling and holding device |
RU2342715C2 (en) * | 2006-12-27 | 2008-12-27 | Ставропольский военный институт связи ракетных войск | Sampling and holding device |
RU2512890C1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Redundant source of current |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110163015B (en) | Multiplier circuit, corresponding device and method | |
RU2580039C1 (en) | Sample and hold device | |
RU157940U1 (en) | SAMPLING AND STORAGE DEVICE | |
RU2595487C1 (en) | Sample and hold device | |
RU154070U1 (en) | SAMPLING AND STORAGE DEVICE | |
RU160870U1 (en) | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE | |
RU173170U1 (en) | ANALOGUE REMEMBERING DEVICE | |
RU155713U1 (en) | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE | |
RU154754U1 (en) | SAMPLING AND STORAGE DEVICE | |
RU175892U1 (en) | ANALOGUE REMEMBERING DEVICE | |
RU2520409C2 (en) | Converter for converting periodic signal to frequency and period | |
RU174046U1 (en) | ANALOGUE REMEMBERING DEVICE | |
CN106257839B (en) | Sensor device and detection method | |
RU160951U1 (en) | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE | |
RU2699581C2 (en) | Controlled switch of voltages carrying information | |
SU149630A1 (en) | The method of determining the length of the vector in three coordinates | |
US3370230A (en) | Pulse measuring system | |
RU158706U1 (en) | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE | |
RU164152U1 (en) | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE | |
RU160869U1 (en) | DEVICE FOR FORMING AN INSTANT VOLTAGE VALUE SAMPLE | |
RU2362988C1 (en) | Device to convert capacitive and resistor sensors parametres into frequency signal | |
US3196406A (en) | Electronic delay line | |
SU896633A1 (en) | Analogue integrator | |
RU2325664C2 (en) | Integrated pulse-frequency converter | |
RU2017161C1 (en) | Capacitance measurement device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170416 |