SU943851A1 - Аналоговое запоминающее устройство - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычисли- тельной и контрольно-измерительной технике и может использоватьс  в аналого-цифровых преобразовател х, системах сбора , измерительных устройствах и устройствах автоматики и телемеханики.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый и второй усилители, ключи и накопительный элемент, гапример конденсатор, включенный через ключ между выходом первого усилител  и шиной нулевого потенциала 1 .

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность, обусловленна  прохождением части сигнала управлени  ключом на накопительный элемент . Поскольку к ключу, св зывающему накопительный элемент с выходом усилител , прикладываетс  входное напр жение, от величины которого измен ютс  парг1метры ключа, то погрешность от прохождени  сигнала управлени  зависит от входного сигнала и измен етс  как и входной сигнал непредсказуемо, что значительно затрудн ет ее компенсацию.

Известны устройства, в которых погрешность от прохождени  сигналов

управлени  не зависит от входного сигнала, поскольку ключ работает под неизменным, напримернулевым, напр жением .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый и второй усилители, вход первого усилител  соединен с

10 выходами первого и второго ключей, входы которых подключены соответственно к входу устрюйства и объединенным выходу устройства и выходу второго усилител , соединенного первым

15 входом с шиной нулевого потенциала, а вторым входом - с входом третьего ключа, выход третьего ключа соединен с выходом устройства, и накопительный элемент, например конденсатор,

20 включенный между выходом первого и вторым входом второго усилител . С заи кнутыми первым и третьим ключами устройство работает в режиме выборки. При значительном коэффициенте пере25 дачи второго усилител  разность напр жени  на ег входах всегда близка к нулю. Первый вход второго усилител  соединен с шиной нулевого пoтeнциала , поэтому на одной обкладке

Claims (2)

1. 30 конденсатора и на выходе устройства, подключенным к второму входу второго усилител , напр жение близко к нулю При единичном коэффициенте передачи первого усилител  на другой обкладке конденсатора отслеживаетс  входное напр жение. При изменении состо ни  ключей на противоположное устройство переходит в режим хранени , а выходное напр жение скачком измен етс  от нулевого до входного в момент .переключени  устройства. Вход третьего ключа продолжает оставатьс  под напр жением , близким к нулевому, поэто g погрешность прохождени  сигналов управлени  ключом по отнсаиению к шине нулевого потенциала не зависит от уровн  входного сигнала и величина неизменна  (2J. Однако выход третьего ключа соединен с выходом, устройства и через проходную емкость ключа проникает часть скачка выходного напр жени , определ ема  ypOBHteM входного сигнала . Эта составл юща  погрешность уст ройства измен етс  произвольным способом и снижает точность устройства Поскольку в режиме хранени  ретий ключ работает под входным напр жением , точность хранени   вл етс  низ кой из-за утечек токов через этот ключ и перезар да ими накопительного элемента. Помимо этого скачок напр жени  на выходе устройства приводит к значительным переходным процессам и большому времени установлени  выходного напр жени  в пределах заданной точности, что означает низкое быстродействие известной схемы. Целью изобретени   вл ест  повышение точности и быстродействи  уст ройства. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство, содержгицее первый усилитель, вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, вход первого ключа  вл етс  входом устройства, вход второго ключа соединен с выходом второго усилител  и  вл етс  выходом устройства, накопительный элемент,„ например конденсато одна из обкладок которого соединена с выходом первого усилител , друга  обмотка конденсатора соединена с первым входом второго усилител , второй вход которого соединен с шино нулевого потенциала, третий ключ, вход которого соединен с первым входом второго усилител , введен третий усилитель, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей, выход третьего усилител  соединен со входом третьег ключа. На чертеже приведена функциональна  схема устройства. Ансшоговое эапомингцощее устройств содержит усилители 1-3, накопительны лемент, например конденсатор 4, клюи 5-7 и шину 8 нулевого потенциала. Устройство работает следующим обазом . С замкнутыми ключги м 5 и 7 и разомнутым ключом 6 схема находитс  в реиме выборки. При. значительном коэффииенте передачи усилител  2 разность апр жений на его входах всегда близа к нулю. Первый вход усилител  2 одключен к шине нулевого потенциала, ледовательно, напр жение близко к улю на втором его входе и на соедиенных с этим .входом-выходе усилите  3 и одной обкладке конденсатора 4. ри единичном коэффициенте передачи силител  1 напр жение на другой обладке конденсатора 4 отслеживаетс  лизким к входному. Напр жение на онденсаторе 4 определ етс  выражеием IL--U -и -(I) -Р хАчМ- А АэМ) . Н: вЬ1х, р гАэ f АЁ 02i+AiA OMtAiA -напр женна на входе устрюйства; -выходные напр жени  с BbfX, BblX j соответственно усилителей 1 и 3; ,02,03 -напр жени  смещени  усилителей 1,2 и 3 соответственно; Ai,Ai,Ai - коэффициенты передачи усилителей 1,2 к 3 соответственно. При единичном коэффициенте передачи усилител  3 его выходное напр жение  вл етс  разностью напр жений, присутствующих на его входе. Поскольку выходное напр жение усилител  3 близко к нулю, а напр жение на первом его входе, подключенном к выходу первого усилител , близко, к входному, будут близкими к входному напр жени  на Ъго втором входе и на соединенном с вторым входом усилител  3 выходе устройства. Таким образом, в режиме выборки напр жение на выходе устройства отслеживаетс  весьма близким к напр жению на входе устрюйства. При изменении состо ни  ключей устройства на противоположное последнее переходит в режим хранени . В момент переключени  напр жение на конденсаторе 4 станет равным I. -Ai Г ) -f-fAiA, А Ог. AгA,o -(АзА, где Ugjj - напр жение на входе устройства в момент переключени  в режим хранени . Через замкнутый ключ б устройство В режиме хранени  охватываетс  контуром стабилизирующей обратной св зи. Напр жение на выходе устройства становитс  равным Аг (3) ВЫХо Со +AiAa 01 +А,Аг Oj AiAz Последнее выражение с учетом (2) при мет следующий вид: .. AiAa() . AiAxAa выХо ВХо (-ttAiAiX-t+AoAj) 4(i AiAzK1+AiAj . Агр Аа-А- / Ог H+AiAiXltAiA,,) oj )(+AгA tn- /ЛА Л л/д.А А .n /JJ.A .i лТ V Отсюда можно найти погрешности устройства при 1 д--лСА)ч-д(1о1) + й(ео1.)-д(ео.,); (5) A(A)--Ue«o-UB,,-U,o(- :Meoi to ,А (еог)--ео: Г (7) (еог)--еог4 (8) Из (5)-(8) видно, что погрешность коэффициента передачи устройства значительно меньше, чем погрешности передачи отдельно вз тых усилителей, а погрешности, определ емые напр жени ми смещени  усилителей и их неста бильнос.т ми (температурными, временными от нестабильностей напр жени  питани  и т.д.) практически полностью устран ютс . Вырг1жение (4) показывает высокую верность воспроизведени  напр жени  присутствовавшего на входе устройств в 1омент переключени  в режим хранени . Поскольку при этом на выходе устройства уже присутствовало напр жение , незначите:}ьно отличающеес  от входного, то при переключении устрой ства в режим хранени  отсутствуют сколько-нибудь значительные изменени  напр жени  как на выходе Устройства , так и на входе усилител  1. Следовательно, отсутствует скачок выходного напр жени  и переходные процессы, имевшие место в известном устройстве, отсутствуют, таким образом , и составл ющие погрешности вызываемых ими. Не требуетс  дополнительное- врем  на установление выходного напр жени  в пределах заданной точности и быстродействие предлагаемого превышает быстродействие известного устройства. Поскольку в ре жиме хранени  не прюисходит изменений напр жени  на выходе устройства и входе первого усилител , не проис ходит изменени  напр жений на входа усилител  3 и его выходное напр жен остаетс  близким к нулевому. Продол жает оставатьс  близким к нулевому напр жение на втором входе усилител |2, поскольку его первый вход посто нно подключен к шине нулевого потенциала . Таким образом, на входе и выходе ключа 7 напр жени  близки к нулю , поэтому отсутствуют токи утечки через этот ключ и перезар д конденсатора 4. В результате того, что в режиме выборки и в режиме хранени  ключ 7 находитс  под близким к нулю и не . завис щим от входного сигнала напр жени  , то пограиность от прохождени  части управл ющего ключом 7 напр жени  на накопительный элемент 7 есть величина посто нна  и не завис ща  от уровн  входного сигнала, следовательно она легко может быть cKoMneHCHjkDBaHa, например, башансировкой усилител  2. Более того, нулевые напр жени  на ключе 7 позвол ют использовать в его качестве токовый ключ. При этом упрощаетс  схема управлени  ключами за счет отсутстви  в ее составе схем слежени  за уровнем входного сигнала и сложных устройств динамической компенсации погрешности из-за пролезани  на накопительный элемент 4 части напр жени  управлени .Таким образом, в предложенном устройств достигаетс  значительное повышение точности и быстрюдействи . Формула изобретени  Аналоговое запоминающее -устройство, содержащее первый усилитель, вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, вход первого ключа  вл етс  входом устройства, вход второго ключа соединен с выходом второго усилител  и  вл етс  выходом устройства , накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена с выходом первого усилител , друга  обкладка конденсатора соединена с первьвл входом второго усилител  , второй вход которого соединен с шиной нулевого потенцигша, третий ключ, вход которого соединен с первым входом второго усилител , отличающеес  тем, что, с целью повыиени  точности и быстродействи  устройства, в него введен третий усилитель, входы которого соединены соответственно с выходгииш первого и второго усилителей, выход третьего усилител  соединен со входом третьего ключа. Источники информации, прин тые -во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 482815, кл. G 11 С 27/00, 1975.
2. 2.Патент США 4066919, . , кл. 307-353, опублик. 1978- (прототип).