SU978201A1

SU978201A1 - Information retrieval and storage device

Info

Publication number: SU978201A1
Application number: SU813293572A
Authority: SU
Inventors: Алексей Михайлович Федоров
Original assignee: Предприятие П/Я В-8624
Priority date: 1981-06-01
Filing date: 1981-06-01
Publication date: 1982-11-30

Description

Изобретение относитс к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано как в качестве уст-, ройства дл выборки и хранени информации , так и в качестве демодул тора амплитудно-модулированных сигналов.The invention relates to automation and computing, and can be used both as an instrument for retrieving and storing information, and as a demodulator for amplitude-modulated signals.

Известно устройство дл выборки и хранени информации с общей отрицательной обратной св зью, состо щее из последовательно соединенных первого операционного усилител , ключа, второго операционного усилител в инвертирующем включении, в цепь обратной св зи которого включен конденсатор , цепь общей обратной св зи подключена к неинвертирующему входу, а источник входного сигнгша - к инвертирующему входу первого оперещионного усилител 1.A device for sampling and storing information with a common negative feedback, consisting of a first operational amplifier connected in series, a key, a second operational amplifier in an inverting switch, whose feedback circuit includes a capacitor, a common feedback circuit is connected to a non-inverting input. , and the source of the input signal - to the inverting input of the first optical amplifier 1.

Недостатком этого устройства вл етс погрешность при переходе от режима хранени к режиму выборки и низкое быстродействие. В режиме хранени значение выходного сигнала разомкнутого первого операционного усилител зависит от входного сигнала и сигнала с выхода устройства дл выборки и хранение информации, поступгиощего по цепи общей обратной св зи , причем возможно насыщение первого операционного усилител . Динамическа ошибка переходного процесса первого операционного усилител усиливаетс вторым операционным усили лителем и обуславливает ошибку устройства . -Запаздывание при выходе первого операционного усилител из насыщени снижает его быстродействие.The disadvantage of this device is the error in the transition from the storage mode to the sampling mode and low speed. In the storage mode, the value of the output signal of an open first operational amplifier depends on the input signal and the signal from the output device for sampling and storing information received along the common feedback circuit, and the first operational amplifier may be saturated. The dynamic transient error of the first opamp is amplified by the second opamp and causes a device error. - Zapazyvanie when the output of the first operational amplifier of saturation reduces its speed.

Наиболее близким по технической The closest technical

10 сущности к предлагаемому изобретению вл етс устройство дл выборки и хранени информации, содержащее два токозадающих элемента, например, резистора , два операционных усилител , 10 of the essence of the invention is a device for sampling and storing information containing two current-generating elements, for example, a resistor, two operational amplifiers,

15 первый ключ, блок управлени , первый запоминающий элемент, например, конденсатор , и шину, причем один вывод первого токозадающего элемента вл етс входом устройства, а другой его 15, a first key, a control unit, a first storage element, for example, a capacitor, and a bus, with one output of the first current supply element being an input of the device and the other one

20 вывод соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилител , выход которого подключен к входу первого ключа, выход которого подключен к инвертирующему входу второго операционного усилител , выход которого вл етс выходом устройства, одна обкладка конденсатора подключена к инвертирующему входу второго операционного усилител , .а втора - к егоThe terminal 20 is connected to the non-inverting input of the first operational amplifier, the output of which is connected to the input of the first switch, the output of which is connected to the inverting input of the second operational amplifier, the output of which is the device output, one capacitor plate connected to the inverting input of the second operational amplifier,. Second. to his

30 выходу, второй .токозадгиощий элемент включен между выходом устройства и неинаертирующим входом первого операционного усилител , а блок управлени подключен к управл ющему входу первого ключа 2 Недостатком этого устройства ,цл (Выработки и хранени информации в етс низка точность, вследствие малого контурного коэффициента усил ни , а также необходимость использо вани второго операционного усилите л с большим коэффиЦд-зевтом усилени и больймм входным сопротивлением. Цель изобретени повшиение точ ности устройства. Поставленна цель достигаетс те что Б устройство введен второй запо минающий элемент, например, конденсатор , третий токо за дающий -элемент, например,, резистор, и второй ключ, управл 1о;-.ий чкод которого соединен с блоком v-аравлени , пр чем второй Зопоми гающий элемент включен з обра ную св зь первого операционного уси лител между его инвертирурзщим входом и выходом, один вывод третьего токозадающего элемента подключен к инвертирующему входу первого операционного усилител , а ,г pyгoй его вы вод полдключен к входу второго ключа выход которого соединен с шиной питани . На фиг, 1 изображена функциональ на схема предлагаемого устройства; Ета фиг, 2 - формы входного OBX и выходного Ug(-,|.|( напр жений устройства; на фиг, 3 и 4 - напр жение U на неинвертирующем входе первого операционного усилител и напр жение на. его выходе соответственно, Устройство содержит токозадающий элемент 1 ,операционнч1й усилитель , , 3апоминалощий элемент 3, ключ 4 , опера ционный усилитель 5,запоминающий эле , мент 6,токрзадающие элементы 7 и 8, ключ 9,блок 10 управлени и шину 11 питани . Устройство дл выборки и хранени информации работает следующим образо Передаточна функци первого операционного усилител с обратной св зью имеет вид: W .±SL)(RgfR9)C3p1 (1+К2)Тр 1+ТТ+К Кв+Кд)Сзр где К . - коэффициент усилени разомкнутого операцион ного усилител ; RgrRg/Cj - сопротивление резистора 8/ ключа 9 и емкость конденсатора соответственно . В режиме выборки ключи 4 и 9 замк нуты, т.е. , Rg RgCsO, где R - сопротивление ключа 4. Устройство работает как усилитель с обратной св зью и по сравнению с известным имеет на низких частотах в1 К2 раз больший коэффициент усилени по контуру и, следовательно, большую точность воспроизведени входного сигнала. В режиме хранени ключи 4 и 9 разомкнуты, т.е. R О и . ria фиг,2 показана форма выходного сигнала и.,, устройства дл выборки и хранени информации при синусоидаль ном входном сигнсше U g Напр жение и на неинвертирующем входе первого операционного усилител равно UjjbiyR-i+U . Под действием напр жени U измен етс сигнал и2 на выходе первого операционного усилител , однако, изза размыкани ключа 9 и, следовательно ,, значительного увеличени посто нной времени т в передаточной функции ), быстродействие первого операционного усилител резко уменьшаетс и напр жение U не успевает значительно отклонитьс от своего значени в момент выборки. Динамическа ошибка переходного процесса U от значени в момент, предшествующий выборке, к значению при выборке (показан на фиг. 4 непрерывной линией) усиливаетс выходныг.1 каскадом и обуславливает ошибку устройства при переходе от режима хранени к выборки, ria фиг 4 Д.ЧЯ сравнени пунктирной линией показан переходный процесс, который происходил бы при посто нно закороченном ключе 9, т.е без уменьшени быстродействи первого операционного усилител на период хранени . Дл увеличени входного сопротивлени выходного каскада, необходимого дл качественного запоминани сигнала , в нем могут быть применены 5OП-тpaнзиcтopы с любой, даже смещенной относительно нул , характеристикой . Это приведет лишь к смещению относительно Нул диапазона значений Uj при выборках, как показано на фиг. 4, однако, работоспособность устройства полностью сохранитс . В известном устройстве применение выходного каскада со смещенной характеристикой приводит к увеличению ошибки при переходе от режима хранени к режиму выборки. Предлагаемое устройство дл выборки и хранени информации позвол ет увеличить точность его работы за счет повьашени коэффициента усилени по контуру путем введени гибкой обратной св зи первого операционного усилител и уменьшить ошибки при переходе от режима выборки к режиму хранени , характерных дл устройств с операционными усилител ми, не охваченными жесткой обратной св зью.The output of the device is connected between the output of the device and the non-inerting input of the first operational amplifier, and the control unit is connected to the control input of the first switch 2. The disadvantage of this device is dl (the accuracy and accuracy of the small contour gain as well as the need to use a second operational amplifier with a large gain factor and a larger input resistance. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the device. This goal is achieved by the fact that the B device is inserted into the second clamping element, for example, a capacitor, the third current is for the giving element, for example, a resistor, and the second key is controlled by 1o; - whose code is connected to the v-fitting unit, etc. the second Zopomi element is connected to the primary connection of the first operational amplifier between its inverting input and output, one output of the third current supplying element is connected to the inverting input of the first operational amplifier, and its third output is connected to the input of the second key; connected to the power rail. Fig, 1 shows the functional scheme of the proposed device; This FIG 2 is the input OBX and output Ug (-, |. | | (Device voltages; FIGS. 3 and 4) the voltage U at the non-inverting input of the first operational amplifier and the voltage at its output, respectively; element 1, operational amplifier, 3 memory element 3, key 4, operational amplifier 5, memory element, ment 6, current elements 7 and 8, key 9, control unit 10 and power bus 11. The device for data sampling and storage works as follows The transfer function of the first op amp closed loop has the form:. W ± SL) (RgfR9) C3p1 (K2 + 1) Tp 1 + CT + K Q + Kd), where K HDN. - gain of an open op amp; RgrRg / Cj is the resistance of the resistor 8 / switch 9 and the capacitance of the capacitor, respectively. In the sample mode, the keys 4 and 9 are locked, i.e. , Rg RgCsO, where R is the resistance of the key 4. The device works as a feedback amplifier and compared to the known one, at low frequencies, B1 K2 has a higher gain along the circuit and, therefore, greater reproduction accuracy of the input signal. In the storage mode, keys 4 and 9 are open, i.e. R Oh and. ria FIG. 2 shows the output waveform and., a device for sampling and storing information with a sinusoidal input signal U g. The voltage and at the non-inverting input of the first operational amplifier is UjjbiyR-i + U. Under the action of voltage U, the signal u2 at the output of the first operational amplifier changes, however, due to the opening of the key 9 and, therefore, a significant increase in the constant time in the transfer function), the speed of the first operational amplifier decreases sharply and the voltage U does not have time to significantly deviate from its value at the time of sampling. The dynamic error of the transient process U from the value at the time preceding the sample to the value during the sample (shown in Fig. 4 by a continuous line) is amplified by the output of the cascade 1 and causes a device error during the transition from the storage mode to the sample, ria Fig. 4 D.Ch. the dotted line shows the transition process that would occur when the key 9 was permanently shorted, i.e. without reducing the speed of the first operational amplifier for the period of storage. To increase the input impedance of the output stage, which is necessary for high-quality signal storage, it can use 5OP transistors with any characteristic, even when shifted relative to zero. This will only lead to a shift from Zero to the range of values of Uj for the samples, as shown in FIG. 4, however, the operability of the device is fully preserved. In the known device, the use of an output stage with an offset characteristic leads to an increase in the error during the transition from the storage mode to the sampling mode. The proposed device for sampling and storing information allows one to increase the accuracy of its operation by increasing the gain along the circuit by introducing the flexible feedback of the first operational amplifier and reducing errors during the transition from the sampling mode to the storage mode typical of devices with operational amplifiers. covered by tight feedback.

S операционном усилителе могут быть применены МОП-транзисторы с любой управл ющей характеристикой, причем работоспособность устройства при этом полностью сохран етс .S MOS transistors with any control characteristic can be applied to the operational amplifier, and the efficiency of the device is fully preserved.

Claims

1. Bakhtiarov GD, Malinin V.V., Shkolin V.P. .Analog-digital converters. M., Soviet radio,

25 1980, p. 139.

2.Dis.Lenk. Manual for users of operational amplifiers. M., Sw., 1978, p. 226 (prototype).

Schig.g fkrc4 / u / e c /

Moment 8e i§oj3f u (and.E // fffTfl fj e e f QCb / e ff / f / 3ff a $ 6 / Sff / tue / 7 / jif Ot / 2 from M C6 / {fAfl /