RU2771741C1 - Method and device for recording and storing voltage - Google Patents

Method and device for recording and storing voltage Download PDF

Info

Publication number
RU2771741C1
RU2771741C1 RU2021119515A RU2021119515A RU2771741C1 RU 2771741 C1 RU2771741 C1 RU 2771741C1 RU 2021119515 A RU2021119515 A RU 2021119515A RU 2021119515 A RU2021119515 A RU 2021119515A RU 2771741 C1 RU2771741 C1 RU 2771741C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
output
input
gps
acas
Prior art date
Application number
RU2021119515A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Леонидович Дембицкий
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Application granted granted Critical
Publication of RU2771741C1 publication Critical patent/RU2771741C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: automatics.
SUBSTANCE: invention relates to automatics and analog computing. The analog voltage recording and storage device contains two sawtooth voltage generators (SVG), a boundary voltage adder (BVA), an SV adder (SVA), an SV offset unit (SVOU), the first output of the voltage recording and storage device is connected to the first input of the first SVG and to the first input of the BVA, the second output of the voltage recording and storage device is connected to the second input of the SVG, the third the output of the voltage recording and storage device is connected to the second input of the first SVG, the fourth output of the voltage recording and storage device is connected to the third input of the first SVG, the output of the BVA is connected to the fourth input of the first SVG, to the first input of the second SVG and to the first input of the SVOU, the first output of the first SVG is connected to the first input of the SVA, the second output of the first SVG is connected to the second input of the second SVG, the third output of the first SVG is connected to the second input of the SVA and the second input of the SVOU, the first output of the second SVG is connected to the third input of the SVA, the second output of the second SVG is connected to the fourth input of the SVA and the third input of the BSPS, the first output of the SVA is connected to the fourth input of the SVOU, the second output of the SVA is connected to the output of the SVOU and to the output of the voltage recording and storage device.
EFFECT: ensuring the possibility of long-term storage in the volatile memory of the constant voltage of a given value, reducing the recording time in the analog memory of a given voltage level.
2 cl, 3 dwg

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.

Попытки сохранять в течение длительного времени значения напряжения и тока связывают с наличием элементов, обладающих определенной инерцией этих параметров во времени. К таким элементам относятся индуктивности, обладающие инерционностью значений тока, и конденсаторы, с инерционностью по напряжению накопленного заряда. В силу утечек энергии оба этих элемента буду постепенно уменьшать накопленный энергетический потенциал. Поэтому попытки построить оперативную аналоговую память на базе существующих элементов долговременного хранения имеют значительные ограничения. Способы компенсации потерь энергии приводят к значительному усложнению схемных решений, аппаратным затратам и снижению надежности.Attempts to maintain voltage and current values for a long time are associated with the presence of elements that have a certain inertia of these parameters in time. These elements include inductances, which have the inertia of the current values, and capacitors, with the inertia in the voltage of the accumulated charge. Due to energy leaks, both of these elements will gradually reduce the accumulated energy potential. Therefore, attempts to build analog RAM based on existing long-term storage elements have significant limitations. Methods for compensating for energy losses lead to a significant complication of circuit solutions, hardware costs and a decrease in reliability.

Возникает задача создания схемного варианта записи и сохранения значений аналогового напряжения во времени, отказавшись от сохранения напряжения на накопителях энергии и аналого-цифровых преобразований, которые приводят к повышению сложности аппаратуры, снижают точность и быстродействие элементов памяти. The task arises of creating a circuit variant of recording and storing analog voltage values in time, refusing to store voltage on energy storage devices and analog-to-digital conversions, which lead to an increase in equipment complexity, reduce the accuracy and speed of memory elements.

Известны электроуправляемые резистивные элементы аналоговой памяти [SU1840837A1 Юшина Л.Д. (RU), Терехов В.И. (RU) «Электроуправляемый резистивный элемент с аналоговой памятью»; Храповицкая Ю. В., Маслова Н. Е., Занавескин М. Л. «Перспективные структуры с эффектом памяти, созданные на основе неорганических материалов» //Наука и образование (МГТУ им. Н.Э. Баумана) (электронный журнал). - 2013. - № 12. - С. 1. DOI: 10.7463/1213.0669629.], которые позволяют создавать схемы записи и долговременного хранения значения входного напряжения за счет обратимых химических реакций, изменяющих сопротивление элемента. Недостатком устройств памяти на основе таких элементов, по сравнению с заявленным ниже техническим решением, является низкая скорость записи информации, что препятствует их применению в качестве элементов оперативной памяти.Known electrically controlled resistive elements of analog memory [SU1840837A1 Yushina L.D. (RU), Terekhov V.I. (RU) "Electrically controlled resistive element with analog memory"; Khrapovitskaya Yu. V., Maslova N. E., Zanaveskin M. L. “Perspective structures with a memory effect created on the basis of inorganic materials” // Science and Education (MGTU named after N. E. Bauman) (electronic journal). - 2013. - No. 12. - P. 1. DOI: 10.7463/1213.0669629.], which allow you to create circuits for recording and long-term storage of the input voltage value due to reversible chemical reactions that change the resistance of the element. The disadvantage of memory devices based on such elements, in comparison with the technical solution stated below, is the low speed of recording information, which prevents their use as elements of random access memory.

Известно аналоговое запоминающее устройство [RU 2018980 C1], в котором заявленное повышение точности, стабильности и быстродействия устройства достигается за счет подачи в выходную цепь напряжения аддитивной погрешности с обратным знаком с целью ее полной компенсации. Устройство содержит первый и второй аналоговые переключатели, устройства выборки-хранения, запоминающие конденсаторы, блок управления, аналоговые ключи и буферный усилитель. Недостатком устройства является использование в качестве элемента памяти конденсаторов, которые в течение времени разряжаются и поэтому не могут использоваться в качестве надежного источника долговременного хранения данных, а цифровой метод компенсации приводит к усложнению устройства. An analog storage device [RU 2018980 C1] is known, in which the claimed increase in accuracy, stability and speed of the device is achieved by supplying an additive error with the opposite sign to the output voltage circuit in order to fully compensate it. The device contains the first and second analog switches, access-and-hold devices, storage capacitors, a control unit, analog switches, and a buffer amplifier. The disadvantage of the device is the use of capacitors as a memory element, which are discharged over time and therefore cannot be used as a reliable source of long-term data storage, and the digital compensation method complicates the device.

Известны устройство и способ упрощенной записи и воспроизведения аналогового сигнала [RU 2204176 С2]. Варианты устройства содержат интерфейс для интерпретации внешних команд, средства управления, средства преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму и цифровой информации в аналоговую форму, память, мультиплексор, аудиофильтр и демультиплексор. Память разделяют на множество секторов и дают команды считывания байтов данных, при этом, если байты содержат нули, идентифицируют текущий сектор памяти как пустой, а если байты являются ненулевыми, идентифицируют текущий сектор памяти как сектор сообщения. Данные устройство и способ относятся к гибридным цифро-аналоговым устройствам. Недостатком является необходимость преобразований сигнала, что приводит к дополнительным задержкам записи и считывания и значительному усложнению схемы.Known device and method for simplified recording and playback of an analog signal [RU 2204176 C2]. The device options include an interface for interpreting external commands, controls, means for converting analog signals to digital form and digital information to analog form, memory, a multiplexer, an audio filter, and a demultiplexer. The memory is divided into a plurality of sectors and commands are given to read data bytes, wherein if the bytes contain zeros, the current memory sector is identified as empty, and if the bytes are non-zero, the current memory sector is identified as a message sector. This device and method relate to hybrid digital-analog devices. The disadvantage is the need for signal conversions, which leads to additional write and read delays and a significant complication of the circuit.

Наиболее близким по способу и устройству формирования уровня запоминаемого напряжения является аналоговое запоминающее устройство [RU 2178207 C1], которое выбрано в качестве прототипа. Прототип содержит два операционных усилителя, два конденсатора, резистор, три ключа, источник постоянного напряжения, формирователь импульсов, два логических инвертора, два логических вентиля 2И. Прототип выполняет запись значений поступающего на вход аналогового сигнала по совпадению входного напряжения с напряжением пилообразного сигнала, генерируемого в устройстве. Перезапись входного напряжения выполняется периодически в фиксированные временные интервалы и сохраняется на двух конденсаторах, подключенных к операционным усилителям. Недостатком прототипа относительно заявленного технического решения является необходимость периодической перезаписи значений входного напряжения, т.к. применение в качестве элемента памяти конденсаторов не позволяет длительное время сохранять его фиксированные значения.The closest in terms of the method and device for generating the level of the stored voltage is an analog storage device [RU 2178207 C1], which is selected as a prototype. The prototype contains two operational amplifiers, two capacitors, a resistor, three switches, a constant voltage source, a pulse shaper, two logic inverters, two 2I logic gates. The prototype records the values of the input analog signal by matching the input voltage with the voltage of the sawtooth signal generated in the device. The input voltage is rewritten periodically at fixed time intervals and stored on two capacitors connected to the operational amplifiers. The disadvantage of the prototype with respect to the claimed technical solution is the need to periodically rewrite the values of the input voltage, tk. the use of capacitors as a memory element does not allow for a long time to keep its fixed values.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в обеспечении возможности долговременного хранения в энергозависимой памяти заданного значения напряжения, уменьшении времени записи в аналоговую память заданного уровня напряжения по сравнению с известными методами, основанными на аналого-цифровых преобразованиях и емкостном накоплении зарядов, упрощении устройства за счет применения событийного управления режимами работы без применения цифровых схем. Патентуемый подход основан на преобразовании значения напряжения во временной интервал.The technical result of the claimed invention consists in providing the possibility of long-term storage of a given voltage value in a volatile memory, reducing the time for recording a given voltage level in an analog memory compared to known methods based on analog-to-digital conversions and capacitive charge accumulation, simplifying the device through the use of event control operating modes without the use of digital circuits. The patent-pending approach is based on converting a voltage value into a time interval.

Поставленная цель в способе записи и хранения напряжения V , лежащего в пределах значений от E0 до E (E0 < E), достигается тем, что для получения заданного значения постоянного напряжения генерируют два линейно изменяющихся периодических пилообразных сигнала (ПС) U1(t) и U2(t) с амплитудой

Figure 00000001
и периодом Т, напряжение ПС U1(t) изменяют по закону, представленному выражением:The goal in the method of recording and storing voltage V lying within the values from E 0 to E (E 0 < E) is achieved by generating two linearly varying periodic sawtooth signals (PS) U 1 (t ) and U 2 (t) with amplitude
Figure 00000001
and period T, the voltage of the PS U 1 (t) is changed according to the law represented by the expression:

Figure 00000002
(1) ,
Figure 00000002
(one) ,

U1(t) - первый линейно изменяющийся периодический пилообразный сигнал;U 1 (t) - the first linearly changing periodic sawtooth signal;

t – текущее время;t is the current time;

E0- постоянная величина нижнего значения записываемого напряжения;E 0 - constant value of the lower value of the recorded voltage;

E- постоянная величина верхнего значения записываемого напряжения;E is the constant value of the upper value of the recorded voltage;

n – номер периода линейно изменяющегося периодического пилообразного сигнала, n ≥0;n is the number of the period of a linearly varying periodic sawtooth signal, n ≥0;

Т – длительность периода; T is the duration of the period;

T+ - левая граница интервалов [nT, (n+1)T];T + - left border of intervals [nT, (n+1)T];

T- - правая граница интервалов [nT,(n+1)T];T - - right border of intervals [nT,(n+1)T];

напряжение ПС U2(t) изменяют по закону, представленному выражением:the voltage of the PS U 2 (t) is changed according to the law represented by the expression:

Figure 00000003
(2),
Figure 00000003
(2)

где

Figure 00000004
– задержка ПС U2(t) по времени относительно ПС U1(t), where
Figure 00000004
– delay of PS U 2 (t) in time relative to PS U 1 (t),

U2(t) - второй линейно изменяющийся периодический пилообразный сигнал; для формирования значений напряжения V(t) ПС U1(t) и U2(t) складывают по закону, представленному выражением: U 2 (t) - the second linearly changing periodic sawtooth signal; to form the voltage values V(t) PS U 1 (t) and U 2 (t) are added according to the law represented by the expression:

Figure 00000005
(3),
Figure 00000005
(3)

для изменения значения напряжения V(t) в интервале от E0 до E изменяют временную задержку τ напряжения ПС U2(t) относительно напряжения ПС U1(t) от 0 до Т, для записи в память напряжения V0 , находящегося в диапазоне E0≤ V0 ≤ E, напряжение ПС U1(t) сравнивают с напряжением V0, когда в момент времени t0, nT≤ t0≤(n+1)T, напряжение U1(t0) достигает значения U1(t0)=V0 напряжение генератора ПС U2(t) сбрасывают до значения 0, генератор напряжения ПС U2(t) запускают вновь с задержкой τ=t0-nT, начинают генерировать линейно уменьшающееся периодическое напряжение ПС U2(t) с задержкой τ, при котором напряжение ПС U2(τ+nT)=0, сразу после перезапуска генератора напряжения ПС U2(t) подачу записываемого напряжения V0 прекращают и начинают формировать выходное напряжение V(t)= V0 согласно выражениям (1, 2, 3). to change the value of the voltage V(t) in the range from E 0 to E, change the time delay τ of the voltage of the PS U 2 (t) relative to the voltage of the PS U 1 (t) from 0 to T, to store the voltage V 0 in the range E 0 ≤ V 0 ≤ E, the voltage of the PS U 1 (t) is compared with the voltage V 0 when at time t 0 , nT≤ t 0 ≤(n+1)T, the voltage U 1 (t 0 ) reaches the value U 1 (t 0 )=V 0 the voltage of the PS generator U 2 (t) is reset to the value 0, the voltage generator of the PS U 2 (t) is restarted with a delay τ=t 0 -nT, they begin to generate a linearly decreasing periodic voltage of the PS U 2 ( t) with a delay τ, at which the voltage of the PS U 2 (τ + nT) = 0, immediately after the restart of the voltage generator of the PS U 2 (t), the supply of the recorded voltage V 0 is stopped and the output voltage V(t) = V 0 is formed according to expressions (1, 2, 3).

На фиг.1 изображена структурная схема устройства. Figure 1 shows a block diagram of the device.

Поставленная цель в устройстве записи и хранения напряжения (УЗХН) (Фиг. 1) достигается тем, что для формирования каждого ПС используют два генератора пилообразного сигналов (ГПС) – первый ГПС (1) и второй ГПС (2), сумматор граничных напряжений (СГН) (3), сумматор пилообразных сигналов (СПС) (4), блок смещения ПС (БСПС) (5), первый вывод (6) УЗХН соединен с первым входом (7) первого ГПС (1) и с первым входом (8) СГН (3), второй вывод (9) УЗХН соединен со вторым входом (10) СГН (3), третий вывод (11) УЗХН соединен со вторым входом (12) первого ГПС (1), четвертый вывод (13) УЗХН соединен с третьим входом (14) первого ГПС (1), выход (15) СГН (3) соединен с четвертым входом (16) первого ГПС (1), с первым входом (17) второго ГПС (2) и с первым входом (18) БСПС (5), первый выход (19) первого ГПС (1) соединен с первым входом (20) СПС (4), второй выход (21) первого ГПС (1) соединен со вторым входом (22) второго ГПС (2), третий выход (23) первого ГПС (1) соединен со вторым входом (24) СПС (4) и со вторым входом (25) БСПС (5), первый выход (26) второго ГПС (2) соединен с третьим входом (27) СПС (4), второй выход (28) второго ГПС (2) соединен с четвертым входом (29) СПС (4) и с третьим входом (30) БСПС (5), первый выход (31) СПС (4) соединен с четвертым входом (32) БСПС (5), второй выход (33) СПС (4) соединен с выходом (34) БСПС (5) и с выходом УЗХН (35). The goal in the device for recording and storing voltage (UZKhN) (Fig. 1) is achieved by the fact that for the formation of each PS, two sawtooth signal generators (SGS) are used - the first GPS (1) and the second GPS (2), the boundary voltage adder (SGN ) (3), the sawtooth signal adder (SPS) (4), the PS bias unit (ACAS) (5), the first output (6) of the UZKhN is connected to the first input (7) of the first GPS (1) and to the first input (8) SGN (3), the second output (9) of the UZKhN is connected to the second input (10) of the SGN (3), the third output (11) of the UZKhN is connected to the second input (12) of the first GPS (1), the fourth output (13) of the UZKhN is connected to by the third input (14) of the first GPS (1), the output (15) of the SGN (3) is connected to the fourth input (16) of the first GPS (1), to the first input (17) of the second GPS (2) and to the first input (18) ACAS (5), the first output (19) of the first GPS (1) is connected to the first input (20) of the PCS (4), the second output (21) of the first GPS (1) is connected to the second input (22) of the second GPS (2), the third output (23) of the first GPS (1) is connected to the second input (24) of the SPS (4) and with the second input (25) of the ACAS (5), the first output (26) of the second GPS (2) is connected to the third input (27) of the PCS (4), the second output (28) of the second GPS (2) is connected to the fourth input (29) SPS (4) and with the third input (30) ACAS (5), the first output (31) SPS (4) is connected to the fourth input (32) ACAS (5), the second output (33) SPS (4) is connected to the output ( 34) ACAS (5) and with UZKhN output (35).

На фиг. 2 изображены эпюры напряжений, поясняющие способ и работу устройства в режиме хранения напряжения V(t).In FIG. 2 shows voltage diagrams explaining the method and operation of the device in the voltage storage mode V(t).

На фиг.3 изображены эпюры напряжений, поясняющие способ и работу устройства в режиме записи хранимого напряжения V(t).Figure 3 shows voltage diagrams that explain the method and operation of the device in the recording mode of the stored voltage V(t).

Рассмотрим порядок формирования выходного напряжения с помощью патентуемого способа. Пусть задержка τ=0. Тогда согласно выражениям (1-3) Consider the procedure for generating the output voltage using the patented method. Let the delay τ=0. Then according to expressions (1-3)

Figure 00000006
(4)
Figure 00000006
(4)

Из (4) следует, что при задержке τ=0 V(t)≡ E0.From (4) it follows that with a delay τ=0 V(t)≡ E 0 .

Пусть задержка τ>0. Тогда согласно выражениям (1-3) Let the delay τ>0. Then according to expressions (1-3)

Figure 00000007
(5)
Figure 00000007
(5)

Из (5) следует, что при задержке τ=Const≠0From (5) it follows that with a delay τ=Const≠0

Figure 00000008
, (6)
Figure 00000008
, (6)

Напряжение V(t) является постоянной величиной, которая определяется задержкой τ=Const≠0. Таким образом, доказано, что применение предложенного способа приводит к хранению записанного напряжения на протяжении всего времени работы генераторов.The voltage V(t) is a constant value, which is determined by the delay τ=Const≠0. Thus, it has been proven that the application of the proposed method leads to the storage of the recorded voltage throughout the entire time of operation of the generators.

Эпюры, поясняющие патентуемый способ в режиме записи значения напряжений в память, показаны на фиг.3. Plots explaining the patented method in the mode of writing voltage values to memory are shown in Fig.3.

Вначале на вход (11) УЗХН подан нулевой уровень напряжения и задержка τ=0. Пусть с момента времени t1 на вход (11) УЗХН начинает подаваться уровень напряжение Uвх =V1>0, а на четвертый вход (13) УЗХН сигнал записи Uзп. Это событие приводит к началу выполнения режима записи. Initially, a zero voltage level and a delay τ=0 were applied to the input (11) of the UCP. Let from the moment of time t 1 to the input (11) UZKhN begins to apply the voltage level U in =V 1 >0, and to the fourth input (13) UZKhN recording signal U cp . This event causes the write mode to start executing.

В момент времени t2 , когда происходит совпадение значений напряжений V1 и U1(t2), напряжение второго ГПС (2) сбрасывается до нуля (U2(t2)=0) и он начинает генерировать линейно уменьшающееся напряжение с задержкой τ1= t2. Режим записи при этом отключают и переходят к режиму хранения напряжения V1. Выходное напряжение V(t) принимает значение V1. Это напряжение сохраняется на выходе (35) УЗХН до поступления сигнала записи нового значения напряжения.At time t 2 , when the values of the voltages V 1 and U 1 (t 2 ) coincide, the voltage of the second GPS (2) is reset to zero (U 2 (t 2 )=0) and it starts to generate a linearly decreasing voltage with a delay τ 1 = t2. The recording mode is turned off and the voltage storage mode V 1 is switched to. The output voltage V(t) takes on the value V 1 . This voltage is stored at the output (35) of the UZKhN until a signal for recording a new voltage value arrives.

В момент времени t3 начинается подача записываемого напряжения V2<0 , а на четвертый вход (13) УЗХН подается сигнал записи Uзп. Устройство снова переходит в режим записи. В момент времени t5 при совпадении значений напряжений V2=U1(t5) происходит сброс генератора напряжения U2(t5)=0 и он начинает генерировать новое линейно уменьшающееся напряжение с задержкой τ2= t5-t4. Режим записи при этом отключают и УЗХН переходит к режиму хранения напряжения V(t)= V2.At the time t 3 begins supplying the recorded voltage V 2 <0 , and the fourth input (13) UZKhN receives a recording signal U cp . The device goes back into recording mode. At time t 5 when the voltage values V 2 =U 1 (t 5 ) coincide, the voltage generator U 2 (t 5 )=0 is reset and it starts generating a new linearly decreasing voltage with a delay τ 2 = t 5 -t 4 . In this case, the recording mode is turned off, and the UZKhN switches to the voltage storage mode V(t)= V 2 .

Как следует из описания режима записи, максимальное время записи не превышает период Т линейно изменяющихся напряжений U1(t) и U2(t).As follows from the description of the recording mode, the maximum recording time does not exceed the period T linearly varying voltages U 1 (t) and U 2 (t).

Рассмотрим работу УЗХН (Фиг. 1), реализующего представленный выше способ. В УЗХН применен событийный способ управления режимами работы блоков на основе континуальных процессоров [RU 2739723 C1]. Let's consider the work of the UPC (Fig. 1), which implements the method presented above. In UZKhN, an event-based method for controlling the operation modes of blocks based on continuum processors [RU 2739723 C1] is used.

В режиме хранения значения напряжения оба ГПС (1) и (2) генерируют пилообразные линейно изменяющиеся напряжения с периодом Т и с амплитудой E-E0, значение которой задается сумматором СГН (3). На выходе (19) первого ГПС (1) формируется линейно нарастающее пилообразное напряжение U1(t), начинающееся с уровня E0. При достижении уровня Е (в конце периода) напряжение сбрасывается до начального E0 и начинается новый цикл генерации (Фиг. 2). При этом на событийный выход (23) подается логический уровень завершения процесса генерации линейно возрастающего сигнала. На выходе (26) второго ГПС (2) формируется линейно убывающее напряжение U2(t), начинающееся с уровня 0 и сдвинутое относительно напряжения U1(t) на τ. При достижении уровня (–Е+Е0) напряжение сбрасывается до начального значения и начинается новый цикл генерации (Фиг. 2). При этом на событийный выход (28) подается логический уровень завершения процесса генерации линейно убывающего сигнала U2(t).In the voltage storage mode, both HPS (1) and (2) generate sawtooth linearly varying voltages with a period of T and with an amplitude of E-E0, the value of which is set by the SGN adder (3). At the output (19) of the first HPS (1), a linearly increasing sawtooth voltage Uone(t) starting from level E0. Upon reaching the level E (at the end of the period), the voltage is reset to the initial E0 and a new generation cycle begins (Fig. 2). In this case, the logical level of completion of the process of generating a linearly increasing signal is fed to the event output (23). At the output (26) of the second HPS (2), a linearly decreasing voltage U2(t) starting from level 0 and shifted relative to the voltage Uone(t) to τ. Upon reaching the level (-E + E0), the voltage is reset to the initial value and a new generation cycle begins (Fig. 2). In this case, the event output (28) is supplied with a logical level of completion of the process of generating a linearly decreasing signal U2(t).

Выходы (33) и (34) СПС (4) и БСПС (5) объединены, т.к. выходные сигналы этих блоков несовместны. При подключении СПС (4) сигнал с БСПС (5) отключается от выхода (35) УЗХН и наоборот, при подключении БСПС (5) сигнал с СПС (4) отключается от выхода (35) УЗХН. Управление переключением СПС (4) и БСПС (5) осуществляется событийными сигналами, поступающими с выходов (23) и (28) первого ГПС (1) и второго ГПС (2). В результате на выходе формируется комбинация двух несовместных сигналов:The outputs (33) and (34) of the SPS (4) and ACAS (5) are combined, because the output signals of these blocks are incompatible. When ACAS (4) is connected, the signal from ACAS (5) is disconnected from the output (35) of the UPC and vice versa, when ACAS (5) is connected, the signal from the ACAS (4) is disconnected from the output (35) of the UPC. The switching control of the SPS (4) and ACAS (5) is carried out by event signals coming from the outputs (23) and (28) of the first GPS (1) and the second GPS (2). As a result, a combination of two incompatible signals is formed at the output:

Figure 00000009
(7)
Figure 00000009
(7)

в первом случае иin the first case and

Figure 00000010
(8)
Figure 00000010
(eight)

во втором случае. in the second case.

Подаваемый с выхода (23) логический уровень при значении единица отключает от выхода (35) УЗХН выход (33) СПС (4) и подключает выход (34) БСПС (5) к выходу (35) УЗХН. Подаваемый с выхода (28) логический уровень при значении единица отключает выход (34) БСПС (5) и подключает выход (33) СПС (4) к выходу (35) УЗХН. Устойчивое состояние выходных ключей СПС (4) и БСПС (5) сохраняется до появления сигнала на выходах (23) и (28). При одновременном появлении на событийных выходах (23) и (28) единицы к выходу УЗХН всегда будет подключен СПС (4) и выполняется сложение сигналов по формуле (7).The logic level supplied from the output (23) with a value of one disconnects the output (33) of the SPS (4) from the output (35) of the UPC and connects the output (34) of ACAS (5) to the output (35) of the UPC. The logic level supplied from the output (28) with a value of one disables the output (34) of the ACAS (5) and connects the output (33) of the SPS (4) to the output (35) of the UPC. The stable state of the output keys of the SPS (4) and ACAS (5) is maintained until a signal appears at the outputs (23) and (28). With the simultaneous appearance of one at the event outputs (23) and (28), SPS (4) will always be connected to the output of the UZKhN and the signals are added according to formula (7).

Для перевода УЗХН в режим записи на его третий вход (11) подается записываемое аналоговое напряжение, а на его четвертый вход (13) подается логический уровень единица. При этом в первом ГПС (1) выполняется сравнение уровней линейно нарастающего напряжения с записываемым уровнем напряжения V. При совпадении значений на втором (событийном) выходе (21) формируется логический уровень записи, который подается на второй (событийный) вход (22) второго ГПС (2). Режим сравнения сигналов в первом ГСП (1) завершается. При подаче логического уровня единица на вход (22) в ГПС (2) происходит сброс напряжения до начального значения и начинается новый цикл генерации линейно убывающего напряжения

Figure 00000011
(Фиг. 3). Далее УЗХН работает в режиме хранения значения напряжения. To transfer the UZKhN to the recording mode, a writeable analog voltage is applied to its third input (11), and a logical level one is applied to its fourth input (13). At the same time, in the first HPS (1), the levels of the linearly increasing voltage are compared with the recorded voltage level V. If the values match at the second (event) output (21), a logical recording level is formed, which is fed to the second (event) input (22) of the second HPS (2). The signal comparison mode in the first GPS (1) ends. When a logic level one is applied to the input (22) in the GPS (2), the voltage is reset to the initial value and a new cycle of generation of a linearly decreasing voltage begins
Figure 00000011
(Fig. 3). Further UZKhN works in the voltage value storage mode.

Точность и длительность сохранения напряжения в устройстве памяти связана с характеристиками генераторов ПС. Она определяется линейностью генерируемых напряжений, уменьшением задержки сброса пилообразного напряжения при достижении амплитудных значений и стабильностью работы генераторов.The accuracy and duration of voltage storage in the memory device is related to the characteristics of the PS generators. It is determined by the linearity of the generated voltages, a decrease in the sawtooth voltage reset delay when the amplitude values are reached, and the stability of the generators.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемые устройство и способ обеспечивают по сравнению с прототипом заявленные преимущества.The above information allows us to conclude that the proposed device and method provide the claimed advantages in comparison with the prototype.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями существенных признаков, тождественными всем признакам заявленного способа и устройства отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного изобретения условию патентоспособности "новизна".The analysis of the prior art carried out by the applicant made it possible to establish that there are no analogues characterized by sets of essential features identical to all the features of the claimed method and device, which indicates that the claimed invention complies with the patentability condition "novelty".

Предложенные способ и устройство являются промышленно применимыми к существующим техническим средствам и соответствуют критерию «изобретательский уровень», так как они явным образом не следуют из уровня техники.The proposed method and device are industrially applicable to existing technical means and meet the criterion of "inventive step", since they do not explicitly follow from the prior art.

Таким образом, предложенные технические решения соответствует установленным условиям патентоспособности изобретения.Thus, the proposed technical solutions meet the established conditions for the patentability of the invention.

Claims (8)

1. Способ записи и хранения напряжения, в котором для получения заданного значения постоянного напряжения генерируют два линейно изменяющихся периодических пилообразных сигнала (ПС) U 1(t) и U 2(t) с амплитудой
Figure 00000012
и периодом Т, напряжение ПС U 1(t) изменяют по закону, представленному выражением
1. A method for recording and storing voltage, in which, to obtain a given value of constant voltage, two linearly varying periodic sawtooth signals (PS) U 1 ( t ) and U 2 ( t ) are generated with amplitude
Figure 00000012
and period T , the voltage of the PS U 1 ( t ) is changed according to the law represented by the expression
Figure 00000013
Figure 00000013
напряжение ПС U 2(t) изменяют по закону, представленному выражениемvoltage PS U 2 ( t ) change according to the law represented by the expression
Figure 00000014
Figure 00000014
где n - натуральный ряд чисел, n≥0, T + - левая граница интервалов [nT, (n+1)T], T - - правая граница интервалов [nT,(n+1)T],
Figure 00000015
задержка ПС U 2(t) по времени относительно ПС U 1(t), для формирования выходного заданного постоянного напряжения V напряжения ПС U 1(t) и U 2(t) складывают по закону, представленному выражением
where n is a natural series of numbers, n ≥0, T + is the left boundary of the intervals [ nT , ( n +1) T ], T - is the right boundary of the intervals [ nT ,( n +1) T ],
Figure 00000015
- the delay of the PS U 2 ( t ) in time relative to the PS U 1 ( t ), to form the output specified DC voltage V , the voltages of the PS U 1 ( t ) and U 2 ( t ) are added according to the law represented by the expression
Figure 00000016
Figure 00000016
для изменения значения выходного напряжения V(t) в интервале от E 0 до E изменяют задержку
Figure 00000017
напряжения ПС U 2(t) относительно напряжения ПС U 1(t) от 0 до Т, для записи в память напряжения V 0, находящегося в диапазоне E 0V 0E, напряжение ПС U 1(t) сравнивают с напряжением V 0, когда в момент времени t 0, nTt 0≤(n+1)T, напряжение ПС U 1(t 0) достигает значения U 1(t 0)=V 0 напряжение генератора ПС U 2(t) сбрасывают до значения 0, генератор напряжения ПС U 2(t) запускают вновь со сдвигом
Figure 00000017
=t 0-nT, начинают генерировать линейно уменьшающееся периодическое напряжение ПС U 2(t) со сдвигом
Figure 00000017
, при котором напряжение U 2(
Figure 00000017
+nT)=0, сразу после перезапуска генератора напряжения ПС U 2(t) подачу напряжения V 0 прекращают и начинают формировать выходное напряжение V(t)=V 0 согласно выражениям (1, 2, 3).
to change the value of the output voltage V ( t ) in the range from E 0 to E , change the delay
Figure 00000017
voltage PS U 2 ( t ) relative to the voltage PS U 1 ( t ) from 0 to T , to store the voltage V 0 in the range E 0V 0E, the voltage PS U 1 ( t ) is compared with the voltage V 0 , when at time t 0 , nTt 0 ≤( n +1) T , the voltage of the substation U 1 ( t 0 ) reaches the value U 1 ( t 0 )= V 0 the voltage of the generator of the substation U 2 ( t ) is reset to values 0 , voltage generator PS U 2 ( t ) start again with a shift
Figure 00000017
\ u003d t 0 - nT , they begin to generate a linearly decreasing periodic voltage of the substation U 2 ( t ) with a shift
Figure 00000017
, at which the voltage U 2 (
Figure 00000017
+ nT )=0, immediately after restarting the voltage generator of the PS U 2 ( t ), the supply of voltage V 0 is stopped and the output voltage V ( t )= V 0 is formed according to expressions (1, 2, 3).
2. Устройство записи и хранения аналогового напряжения (УЗХН), в котором используют два генератора ПС (ГПС), сумматор граничных напряжений (СГН), сумматор ПС (СПС), блок смещения ПС (БСПС), первый вывод УЗХН соединен с первым входом первого ГПС и с первым входом СГН, второй вывод УЗХН соединен со вторым входом СГН, третий вывод УЗХН соединен со вторым входом первого ГПС, четвертый вывод УЗХН соединен с третьим входом первого ГПС, выход СГН соединен с четвертым входом первого ГПС, с первым входом второго ГПС и с первым входом БСПС, первый выход первого ГПС соединен с первым входом СПС, второй выход первого ГПС соединен со вторым входом второго ГПС, третий выход первого ГПС соединен со вторым входом СПС и со вторым входом БСПС, первый выход второго ГПС соединен с третьим входом СПС, второй выход второго ГПС соединен с четвертым входом СПС и с третьим входом БСПС, первый выход СПС соединен с четвертым входом БСПС, второй выход СПС соединен с выходом БСПС и с выходом УЗХН.2. An analog voltage recording and storage device (UZKhN), which uses two PS (GPS) generators, a boundary voltage adder (SGN), a PS adder (SPS), a PS bias unit (ACAS), the first output of the UZKhN is connected to the first input of the first GPS and with the first input of the SGN, the second output of the UZKhN is connected to the second input of the SGN, the third output of the UZKhN is connected to the second input of the first GPS, the fourth output of the UZKhN is connected to the third input of the first GPS, the output of the SGN is connected to the fourth input of the first GPS, to the first input of the second GPS and with the first ACAS input, the first output of the first GPS is connected to the first input of the GPS, the second output of the first GPS is connected to the second input of the second GPS, the third output of the first GPS is connected to the second input of the ACAS and to the second ACAS input, the first output of the second GPS is connected to the third input SPS, the second output of the second GPS is connected to the fourth input of the SPS and to the third input of ACAS, the first output of the SPS is connected to the fourth input of ACAS, the second output of the SPS is connected to the output of ACAS and to the output of the UPC.
RU2021119515A 2021-07-02 Method and device for recording and storing voltage RU2771741C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2771741C1 true RU2771741C1 (en) 2022-05-11

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5130582A (en) * 1989-09-19 1992-07-14 Tdk Corporation Delay circuit which is free from temperature variation, power supply voltage variation and process variation
US6009534A (en) * 1998-06-01 1999-12-28 Texas Instruments Incorporated Fractional phase interpolation of ring oscillator for high resolution pre-compensation
AU8730698A (en) * 1998-06-29 2000-01-17 Nokia Networks Oy Power control in a multi-carrier radio transmitter
JP3188497B2 (en) * 1990-12-21 2001-07-16 メガプラスト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト Metering and spraying pumps for releasing liquid, low-viscosity and pasty substances
RU2178207C1 (en) * 2001-01-23 2002-01-10 Ульяновский государственный технический университет Analog memory device
JP3578943B2 (en) * 1999-07-05 2004-10-20 日本電信電話株式会社 Delay generator and frequency synthesizer and multiplier using the delay generator
JP2009258392A (en) * 2008-04-17 2009-11-05 Canon Inc Oscillator device, optical deflection apparatus using the same, and drive control method of oscillator device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5130582A (en) * 1989-09-19 1992-07-14 Tdk Corporation Delay circuit which is free from temperature variation, power supply voltage variation and process variation
JP3188497B2 (en) * 1990-12-21 2001-07-16 メガプラスト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト Metering and spraying pumps for releasing liquid, low-viscosity and pasty substances
US6009534A (en) * 1998-06-01 1999-12-28 Texas Instruments Incorporated Fractional phase interpolation of ring oscillator for high resolution pre-compensation
AU8730698A (en) * 1998-06-29 2000-01-17 Nokia Networks Oy Power control in a multi-carrier radio transmitter
JP3578943B2 (en) * 1999-07-05 2004-10-20 日本電信電話株式会社 Delay generator and frequency synthesizer and multiplier using the delay generator
RU2178207C1 (en) * 2001-01-23 2002-01-10 Ульяновский государственный технический университет Analog memory device
JP2009258392A (en) * 2008-04-17 2009-11-05 Canon Inc Oscillator device, optical deflection apparatus using the same, and drive control method of oscillator device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4989179A (en) High density integrated circuit analog signal recording and playback system
US4890259A (en) High density integrated circuit analog signal recording and playback system
US5241494A (en) Integrated circuit system for analog signal recording and playback
KR20160030716A (en) Memory device and memory including the same
RU2003103443A (en) MATRIX MEMORY ADDRESS
JP2010183710A (en) Voltage boosting circuit
JPH07231647A (en) Semiconductor device
CN101625895A (en) Internal voltage generating circuit
US4295089A (en) Methods of and apparatus for generating reference voltages
US7009857B2 (en) Soft-start charge pump circuit
JPH09231752A (en) Internal voltage generating circuit and boosted voltage generating unit
US20220100654A1 (en) Methods and devices that utilize hardware to move blocks of operating parameter data from memory to a register set
RU2771741C1 (en) Method and device for recording and storing voltage
TW201113880A (en) DRAM positive wordline voltage compensation device for array device threshold voltage and method thereof
JP5034139B2 (en) Voltage generation circuit and semiconductor memory device
KR101066762B1 (en) Voltage generating circuit and non volatile memory device having the same
JPWO2007013132A1 (en) Semiconductor device and control method thereof
US8558580B1 (en) Data channel circuit with reference clock signal free of glitches
KR100522498B1 (en) Nonvolatile semiconductor memory device capable of accurately and quickly adjusting step-up voltage
JP2004220716A (en) Ferroelectric storage device
US20040145936A1 (en) Ferroelectric memory device
CN110770684B (en) Driving circuit, driving method, driving chip and driving pen
US11888487B2 (en) Phase interpolation device and multi-phase clock generation device
CN117424599B (en) Multichannel DAC pulse output control system and method based on ZYNQ
JPH1092189A (en) Analog memory