SU943850A1 - Аналоговое запоминающее устройство - Google Patents

Description

конденсатора отслеживаетс  входное напр жение. При изменении состо ни  ключей устройства на противоположное последнее переходит в режим хранени , а выходное напр жение ска ком измен етс  от нулевого до входного в момент переключени . Вход третьего ключа продолжает оставатьс  под близким к нулю напр жением, поэтому погрешность прохождени  сигналов управлени  ключом не зависит от уровн  входного сигнала f2 Однако выход третьего ключа соединен с выходом устройства и через проходную емкость ключа проникает часть скачка выходного напр жени , определ ема  уровнем входного сигнала . Эта составл юща  погрешности устройства измен етс  произвольным способом и снижает точность. Посскольку в режиме хранени  третий ключ работает под входным напр жением , точность хранени   вл етс  ни кой из-за утечек токов через этот ключ и перезар дка и и накопительно го элемента. Помимо этого, скачок напр жени  на Выходе устройства при водит к значительным переходным про цессам и большому времени установле ни  выходного напр жени  в пределах заданной точности, что означает низ кое быстродействие известной схемы. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и быстродействи  уст ройства. . Поставленна  цель достигаетс  тем что в аналоговое запоминающее устро ство, содержащее первый усилитель, вход которого соединен с выходами первтэго и второго ключей, накопител ный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена с первым выходом первого усилител , а друга  - с выходом третьего ключа и с первым входом второго усилител  выход которого соединен с входом второго ключа и  вл етс  выходом устройства, второй вход второго уси лител  соединен с шиной нулевого по тенциала, вход первого ключа  вл ет с  входом устройства, введены элементы св зи, например резисторы, один из выводов первого резистора соединен с вторым выходом первого усилител , другой вывод первого резистора соединен с входом третьего ключа и с одним из выводов второго резистора, другой вывод которого по ключен к выходу второго усилител . На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого устройс ва. Устройство содержит усилители 1 и 2, накопительный элемент, например конденсатор 3, ключи 4-6, элементы св зи, например резисторы 7 и 8, и шину нулевого потенциала 9. Устройство работает следующим образом. С замкнутыми ключами 4 и 6 и разомкнутым ключом 5 схема находитс  режимевыборки. При значительном коэффициенте передачи усилител  2 разность напр жений на его входах всегда близка к нулю. Первый вход усилител  2 подключен к шине нулевого потенциала, следовательно, близко к нулю напр жение на втором его входе и на соединенной с ним одной обкладке конденсатора 3. При единичном коэффициенте передачи усилител  1 напр жение на другой обкладке конденсатора 3 отслеживаетс  близким к входному. Напр жение зар да конденсатора 3 определ етс  выражением V Ue/A,-f +%.-, . (1 - напр жение на входе устройства; коэффициент передачи и напр жение смещени  соответственно от входов к первому выходу усилител  1; напр жение смещени  усилител  2. . Напр жение на втором входе усилител  1 близко по величине напр жению на первом входе усилител  1 и противоположно ему по знаку. Усилитель 2 с резистором 7 и 8 образует усилитель напр жени  в инвертиующем включении. Напр жение на его выходе и на соединенном с ним выходе устройства противоположно по знаку напр жению на его входе, который образует резистор 7. При равенстве величин резисторов 7 и 8 коэффициент передачи инвертирующего усилител  минус единица, а поскольку напр жение на втором выходе усилител  1 близко к входному и противоположно ему по знаку, то напр жение на выходе устройства станет близко к входному напр жению и совпадает с ним по знаку. Таким образом, напр жение ,на выходе устройства в режиме выборки отслеживаетс  близким к напр жению на входе устройства. При изменении состо ни  ключей устройства на противоположное последнее переходит в режим хранени . В момент переключени  напр жение на конденсаторе 3 станет равным Uco Uexo +%-и- A,-eos, , (2) где - напр жение на входе устройства в момент переключени  в режим хранени . Через замкнутый ключ 5 устройство охватываетс  контуром отрицательной обратной св зи. Напр жение на выходе устройства становитс  равным еыхо(со-o V + o )где А - коэффициент передачи усилител  2.

С учетом (2) последнее выражение примет вид

.TJ П . (3)

выхо . о 1+А., Да

Отсюда погрешности устройства при

1,

1 MO выхо-- А)+ л(„,)дсео,а)д(ео1, (

Л (А).

д« )д(.) ) 0.-(5) Формула (5) показывает полную компенсацию напр жений смещени  усилителей , на которых построено устройство . Следовательно, полностью устран ютс  любые нестабильности ка напр жени  смещени  (температурный и временной дрейфы, нестабильность от изменени  напр жени  питани ), так и любые другие аддитивные составл ющие погрешностей, такие, например , как погрешности за счет наличи  входных- токов и их разности в усилител х 1 и 2.

Выражение (4) показывает высокую верность воспроизведени  напр жени , присутствовавшего на входе устройства в момент переключени  в режим хранени . Поскольку при этом на выходе устройства уже присутствовало напр жение, близкое к входному , то при переключении схемы в режим хранени  отсутствуют скольконибудь значительные изменени  как на выходе устройства, так и на вход усилител  1.

Следовательно, отсутствует скачо выходного напр жени  и переходные процессы, имевшие место в известном устройстве, отсутствуют таким образом , и составл ющиепогрешностей, вызываемых ими. Не требуетс  йрем  на уст ановление выходного напр жени  в пределах заданной точности, и быстродействие предлагаемого устройства много выше, чем у известного . В режиме хранени  напр жение на втором выходе усилит ел  1 и на выходе усилител  2 равны, но противоположны по знаку. При равных величинах резисторов 7 и 8 напр жение в точке их соединени  близко к нулю. .Вход ключа б посто нно находитс  под близким к нулю напр жению благодар  соединению с одним входом усилител  2, другой вход которого подключен к шине нулевого потенциала 9. Выход ключа 6 в режиме записи соединен с одним из входов усилител  2 через низкое пр мое сопротивление , а в режиме хранени  подключе в точку соединени  резисторов 7 и 8 т.е. подключен к точке с нулевым напр жением. Таким образом, ключ б находитс  и в режиме выборки, и в

режиме хранени  под напр жением, близким к нулю и не завис щим от входного напр жени .

Следовательно, отсутствуют утечки токов, и перезар д ими конденсатора 3 через ключ б, и точность хранени  существенно возрастает. В то же врем  погрешность из-за прохождени  части , управл ющего напр жени  на конденсатор 3 из цепи управлени  ключом 6.есть величина посто нна  и не завис ща  от уровн  входного сигнала , эта погрешность легко может быть учтена или скомпенсирована, например , балансировкой усилител  2. Более того, нулевые, напр жени  на ключе б позвол ют использовать в его качестве ключ тока. При этом упрощаетс  схема управлени  ключами за счет исключени  из нее состава схемслежени  за уровнем входного сигнала и сложных устройств динамической компенсации погрешности пролезани  на накопительный элемент части напр жени  управлени .

Таким образом, в предлагаемом устройстве достигаетс  повышение точности и быстродействи , а также упрс цаетс  схема управлени  ключами. С этим св зан значительный экономический эффект за счет улучшени  технических характеристик устройства и повышение его надежности, вызванное упрощением схемы. Указанные преимущества предлагаемого устройства особенно ощутимы при выполнении его в микроэлектронном исполнении .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 482815, кл. G 11 С 27/00, 1975.

2.Патент США 4066919,

кл. 307-353, опублик. 1978 (прототщп ).

„ tjl