Аналоговое запоминающее устройство

(46 (72 аганенк БАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) 1. Шило В,Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектроннойаппаратуре, М., фСоветское радиоф,1979, с. 329-330.2. Патент Японии В .38153,кл. 6 11 С 27/02, опублик 1978 (прототип),(54) (57) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕУСТРОЙСТВО. содержащее первый усилитель, вход .которого является входомустройства, выход первого усилителясоединен с первым входом ключа, второй вход которого. соединен с первымвходом блока управления и с шинойуправления, первый накопительныйэлемент, выполненный на первом кон. денсаторе, первая обкладка которогосоединена с шиной нулевого потенциала, второй усилитель, выход которого 1является выходом устройства, и шиныопорного напряжения, о т л и ч а ю -щ.е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены три компаратора,.второй и третий накопительные элементы, выполненные на втором и третьем конденсаторах, и три коммутатора, первые входы которых соединены с выходом ключа, выходы первого коммутатора соединены с входами первой группы второго коммутатора, входы второй. группы которого соединенй с шйнами опорного напряжения, пер., вые обкладки второго и третьего.конденсаторов соединены с шиной нулевого потенциала, выходы второго ком-. мутатора соединены с вторыми обкладками конденсатороввход второгоР усилителя соединен с выходами треть" его коммутатора, входы группы которо го соединены с вторыми обкладками конденсаторов, второй и третий входы блока управления соединены с выхо : дами компараторов, первые входы кото-Я рых соединены с входом первого уси- лителя, а вторые входы компараторов соединены с шинами опорного напряжения.Ф бО Изобретение относится к автоматике .и вычнслительной технике и можетбыть использовано, например, в контрольно-измерительных, вычислительных, .телевизионных и других системах для осуществления временной дискретизации аналоговых электрическихсигналов,Известно аналоговое запоминающее устройство (АЗУ), содержащееключи, запоминающий конденсатор,буферный повторитель на основеоперационного усилителя 1 .В известном устройстве накопительный конденсатор заряжается от источника сигнала, что определяет большое время выборки и малую точностьустройства.Наиболее близким из известныхпо технической сущности являетсяаналоговое запоминающее устройство,содержащее входной усилитель, к выходу которого через зарядный ключподключается одна обкладка накопительного конденсатора, к этой же обкладке подключается вход буферного усили теля, вторая обкладка конденсатораподключается к шине нулевого потенциала 21.Однако ив этом устройстве велико время выборки, что определяетсямалыми скоростями нарастания выходного сигнала при работе входногоусилителя на накопительную емкость,Цель изобретения - повышение быст.родействия аналогового запоминающегоустройства.35Поставленная цель достигаетсятем, что в аналоговое запоминающееустройство, содержащее первый усилитель вход которого является входомустройства, выход первого усилителя 40соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с первымвходом блока управления и с шинойуправления, первый накопительныйэлемент, выполненный на первом конденсаторе, первая обкладка которогосоединена с шиной нулевого потенциала, второй усилитель, выход которогоявляется выходом устройства, и шиныопорного напряжения, введены трикомпаратора, второй и третий накопительные элементы, выполненные навтором и третьем конденсаторах, итри коммутатора, первые входы которых соединены с выходом ключа, выходы первого коммутатора соединеныс входами первой группы второго коммутатора, входы второй группы которого соединены с шинами опорного напряжения, первые обкладки второго итретьего конденсаторов соединены сшиной нулевого потенциала, выходывторого коммутатора соединены свторыми обкладками конденсаторов,вход второго усилителя соединен свыходами третьего коммутатора, входы, 65 группы которого соединены с вторыми обкладками конденсаторов, второй и третий входы блока управления соединены с выходами компараторов, первые входы которых соединены с входом первого усилителя, а вторые входы компараторов соединены с шинами опорного напряжения.На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая работу устройства.Устройство, (Фиг. 1) содержит усилители 1 и 2, ключ 3, коммутаторы 4-6, компараторы 7-9, блок 10 управления, накопительные элементы, выполненные на конденсаторах 11-13, шину 14 управления, шины 15-17 опорного напряжения и шину 18 нулевого потенциала.Устройство работает следующим образом.Значения опорных напряжений выбираютея лежащими внутри динамического диапазона входных напряжений АЗУ. Напряжение входного сигнала постоянно сравнивается по амплитуде с опорными напряжениями, вследствие . чего в каждый момент времени на входе блока 10 управления будет ком-, бинация сигналов, поступающих с выходов компараторов 7-9, определяемая амплитудой входного сигнала, Каждой комбинации выходных сигналов компараторов 7-9 соответствует совокупность импульсов на выходе блока 10 управления, который переключает коммутаторы 4-6 так, что к выходу усилителя 1 и входу усилителя 2 подключается один из конденсаторов 11-13, а именно конденсатор, заряженный до напряжения, которое совпадает по амплитуде с опорным напряжением сработавшего последним компаратора, одновременно коммутатор 5 отключает источник опорного напряжения от выбранного конденсатора.Таким образом, дозаряд одного из конденсаторов 11-13 до значения входного напряжения начинается с напряжения соответствующего источника ,опорного напряжения, близкого по ве;личине к максимуму амплитуды входно 1 го сигнала. Пусть на вход АЗУ пода1 ется прямоугольный импульс в полном динамическом диапазоне входного сигнала от -ОбХ До +Оба (Фиг. 2 а) . В прототипе реакция на входной сигнал такого вида будет,как показано на фиг. 2 б, где . - время, в течение которого происходит нарастание выходного сигнала до конечного значения.Пусть значения опорных напряжений на шинах 15-17 будут соответственно равны + -3 И ЯЬО ОВВ исходном состоянии, когда на входе устройства присутствует уровень1010658 4 Ъя ЕВнИИПИ Заказ 2495/39 Тираж 592 писн Проектная, 4 напряжения -О,к выходу усилителя 1 через открытый в режиме выборки ключ 3 и к входу усилителя 2 подключен конденсатор 13, заряженный до напряжения -О(фиг. 2 в). При скачкообразном изменении входного сигнала до напряжения Осрабатывают компараторы 7-9 и блок 10 управления, отключив от усилителей 1 и 2 конденсатор 13, подключит черед время к сигнальной цепи конденсатор 11, заряженный до напряжения + ф"- О х где с - время, обусловленное задержками срабатывания компараторов 7-9, блока 10 управления и коммутаторов 4-6 (фиг. 2 в). В дальнейшем за время с 3 (фиг. 2 в) конденсатор 11 дозаряжается до конечного значения выходного напряжения. В ре:име "Хранение" сигнал, поступающий с шины 14 на блок 10 управления, запрещает переключение коммутаторов 4-6. При таком выборе напряжений опорных источников время нарастания выходного сигнала уменьшается примерно в 4 раза. Если выполнить усилители 1 и 2 на базе операционных+Кд лиал ППП "Патент", г. У усилителей. 140 УДб со скоростью нарастания сигнала 2 В/мкс, в качестве компараторов выбрать компараторы 521 СА 1 с временем задержки переключения 120 нс, коммутаторы построить на К 590 КН-.2 с временем включения 0,5 мкс и временем выключения 0,2 мкс, блок управления реали"зовать на микросхемах серии 130(в частности, логическая схема уп" 10 равления собрана на ИМС 130 сериии содержит 3 схемы К 130 ЛМ и 5 схемК 13 СЛАЗ) принять динамический диапазон входныхсигналов равным+10 В,то для фиг. 2 б, в получим 15с = -- = 10 мкс, с = 700 нс,1= -- мкс. Время нарастания выход 53 с.ного напряжения до конечного значения предлагаемого АЗУ меньше, чему прототипа на велнчину ф+ 1-(С+3)=10 - 3,8 = 6,2 (мкс). При увеличе- .нии числа конденсаторов и источников опорного напряжения время нарас тания выходного напряжения (соответственно и время выборки) может бытьеще более уменьшено.