SU734811A1 - Аналоговое запоминающее устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и предназначено дл  выборки и хранени  мгновенных значений напр жений и может быть использовано в аналого-цифровых преобразовател х. .

Известно аналоговое запоминающее уст ройство, охваченное двум  контурами отрицательной обратной св зи и содержащее усилители, ключи 1.

Известно также аналоговое запоминающее устройство, содержащее основной усилитель и дополнительный, охваченный отри- ю дательной обратной св зью по одному из входов и подключенный этим входом к выходу основного усилител  и через первый ключ к другому входу, конденсатор пам ти, включенный между шиной нулевого потенциала и точкой соединени  другого входа дополнительного усилител  и одного из входов основного, соединенного через второй и третий ключи соответственно с источником сигналов и выходом дополнительного усилител  .20

С замкнутыми первым и вторым ключами и разомкнутым третьим устройство охвачено первым контуром отрицательной обратной св зи и находитс  в режиме выборки.

Напр жение на конденсаторе пам ти и выходе дополнительного операционного усилител  мен етс  синфазно с напр жением входного сигнала и мало отличаетс  от него по величине. С замкнутым третьим ключом и разомкнутыми остальными устройство охвачено вторым контуром отрицательной обратной св зи и находитс  в режиме хранени . Напр жение с выхода дополнительного операционного усилител  подаетс  на вход основного усилител . Так как характеристи . ки основного усилител  не измен ютс  от режима выборки к режиму хранени , это напр жение устанавливаетс  в режиме хранени  равным свысокой точностью напр жению сигнала при переходе устройства из режима выборки в режим хранени .

Облада  высокой точностью и быстродействием , малым смещением нул  и дрейфом смещени , хорошим подавлением синфазной ошибки, устройство представл ет особую ценность дл  использовани  его в аналогоцифровых преобразовател х (АЦП) высокой точности. В АЦП устройство должно выполн ть основную функцию - вычитание эталонного сигнала из входного и умножение разности на соответствующий коэффициент . Наибольшей точностью при высоком быстродействии из известных обладают АЦП в которых вычитание сигналов производитс  в виде токов (не напр жений). Известное устройство выборки и хранени  допускает вычитание сигналов в виде напр жений. Это не позвол ет достичь в целом по АЦП, построенному на основе известного устройства выборки и хранени , точности и быстродействи  такоЬо же, как в самом устройстве выборки и хранени , что  вл етс  его недостатком.

Цель изобретени  расширение функциональных возможностей устройства за счет выполнени  функции вычитани  эталонного напр жени  из входного напр жени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например конденсатор, одна обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, первый усилитель, один из входов которого через первый и второй ключи соединен соответственно со входом устройства и с первым выходом второго усилител , охваченного по одному из входов обратной св зью, и выходом устройства,, другой вход первого усилител  соединен с шиной нулевого потенциала, и третий ключ, введен третий усилитель и два пассивных элемента, причем выход первого усилител  соединен через третий ключ с другой обкладкой конденсатора и входом третьего усилител , выход которого через первый пассивный элемент соединен с одним .из входов первого усилител  и непосредственно с другим входом второго усилител , один из входов второго усилител  через второй пассивный элемент соединен с выходом первого усилител .

На чертеже показана функциональна  схема устройства, включающа  усилители 1, 2, 3, ключи 4, 5, б, пассивные элементы 7 и 8, элемент обратной св зи 9, накопительный элемент, например конденсатор 10, шину нулевого потенциала 11.

Устройство работает следующим образом.

С замкнутыми ключами 4, б и разомкнутым 5 устройство охвачено первым контуром отрицательной обратной св зи и находитс  в режиме выборки. На выходе 13 усилител  2 устанавливаетс  напр жение, близкое по величине входному напр жени1р и противоположное по знаку. Это же напр жение , а также близкое к немупо величине напр жение на конденсаторе 10 (коэффициент передачи усилител  2 равен 1) поступают на входы усилител  3.

Так как напр жение суммирук)щей точки (вход 16 усилител  3) мало отличаетс  по величине от напр жени  на входе 15, а значит и от напр жени  на конденсаторе 10, то ток на выходе 14 усилител  1 отсутствует. Следовательно, отсутствует и ток через элемент 9, а напр жение на выходе 17 усилител  3 не отличаетс  по величине от напр жени  на выходе 13 усилител . Напр жение на противофазном выходе 18 усилител  3 отличаетс  от напр жени  на выходе 17 только по знаку. Это значит, что напр жение на выходе 18 усилител  3 мало отличаетс  от входного напр жени  iio величине и не отличаетс  по знаку. Такое соответствие имеет место в режиме выборки дл  любого напр жени  входного сигнала (в пределах динамического диапазона входных сиг налов).

С разомкнутыми ключами 4, б и замкнутым 5 устройство охвачено вторым контуром отрицательной обратной ср зи и находитс  в режиме хранени . Напр жение на

конденсаторе 10 выполн ет роль входного сигнала.

Напр жение с выхода 18 усилител  3 поступает на вход 19 усилител  1 и устанавливаетс  с высокой точностью, равным напр жению сигнала, присутствовавшему на

0 входе устройства в момент размыкани  ключей 4, 6. Напр жение на выходе 14 усилител  1 мен етс  при этом настолько, насколько необходимо напр жению на выходе 18 усилител  3, мало отличающемус  от

J напр жени  входного сигнала (в режиме выборки), стать равным этому напр жению (в режиме хранени ). Отсюда видно, что переход устройства в режим хранени  не сопровождаетс  какими-либо заметными изменени ми напр жений в устройстве. Ключ

4 остаетс  под напр жением, близким к нулю, отсутствуют перепады, способные привести к изменени м напр жени  на конденсаторе 10 при переходе устройства в режИм хранени . Точность устройства оказы- ваетс  не ниже точности известного устройства .

Как в режиме выборки, так и в режиме хранени , предлагаемое устройство представл етс  в виде контуров, аналогичных (по количеству инерционных звеньев) контурам известного устройства. В св зи с этим быстродействие предлагаемого устройства оказываетс  не Яиже быстродействи  известного устройства.

Потенциал, присутствующий на входе 20 усилител  1, равен нулю. Так как вход 19 усилител  1 воспринимает потенциал входа 20, то и потенциал входа 19 будет близок к нулю. Этим обеспечиваетс  возможность неискажающего введени  в суммирующую точку весовых токов, а также возможность качественной коммутации этих токов. Введение весовых токов производитс  в режиме хранени . На выходе 18 усилител  3 и, соответственно, выходе устройства вырабатываетс  напр жение, равное с высокой точностью разности напр жени  входного сигнала (напр жение сигнала, присутствовавшего на входе устройства при разм.ыкании ключей 4, 6) и напр жени , равного

произведению весового тока на величину входного сопротивлени  усилител  1 или на величину входного резистора. Другими словами, на выходе устройства образуетс  напр жение, равное произведению разности токов, тока от напр жени  входного сигнала и весового, на величину входного сопротивлени  усилител  1 или входного резистора . Устройство допускает, таким образом, вычитание сигналов, заданных в виде токов . Устран етс  недостаток, прототипа.

Claims (2)

1.Патент Японии № 6956, кл.97(8) D 1, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 482815, кл. G 11 С 27/00, 1973 (прототип).