Аналоговое запоминающее устройство

Союз Советских Социалистицеских РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ(51) М Кл "- 0, 11 С 27/О присоединением з Государственный комитет Совета Министров СССР пв делам иэаоретений и открытий(45) Дата опубликования описания 05.05.77(71) Заявит 54) АНАЛОГОВО Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использэванэ в амплитудных вольтметрах или преобразова телях амплитуды в интервал времени.Известны устройства для запоминания экстремальных значений напряжения, содержащее нелинейный элемент (диод) и накопительный элемент (конденсатэр) 11, Эт ройства имеют низкую точность запоми напряжения,Известно также устройство, содержашее операционный усилитель, неинвертируюший вход которого подключен кэ входу устройства, накопительный элемент, например конденсатор, одна обкладка которого соединена со входом истэкэвэгэ повторителя и через и уст нания 10 хэдэм операциэнноклад подключенак выходу ключа,инеи с управляюой вход ключао повтортеля па со и устанэвкиа соединен единен с шин вход которого со "0", а другой вх с выходом операЭто пэзволяе мации отключать входа операцион котор ройст один из входо шим входом у соединен од компаратоционного усилт во время хрнакопителы;ь ителя,аненияоко со входом иистокового и вых торителя подключен операционного уси м этого устройстваи элемент к инвертируюшему входулителя 121. Недостатко ого уси;шт нелинеиныи элемент сго усилителя, другая ок шине нулевого потенц ОМИНАЮШЕЕ УСТРОИСТВ является наличие погрец;ности храения л -помненного значения напряжения,Цельс изобретения является поьшениеточности хранения информации,Поставленная цепь достигается тем, чтов устройство введены дополнительные ключи и последовательно сэоднненпь е компаратор, формирователь и триггер, единичный инулевой вьходы которсг" пэдк:ючеы к эд -ним из вхэдэв дополнительных ключей сээтветственнэ,выходы дополнительных ключей соединены с инвертируюшим вХодом операционного усилителя, другой вход первого дополнительного ключа подключен к шине питаниядругой вход второгэ дэпэпнтельного ключасоединен сэ входэм нстэкэвэгэ повторителяи с первым выходом устройства, второй вь -ход котэрсго подкпю ен к выходу формирователя и одному,из входов триггера, друго1 О чивает постоянную времени разряда накопительного элемента, а также сформироватьимпульс, передний фронт которого практически соответствует моменту запоминанияэкстремального значения напряжения, 5На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства,Устройство содержит операционный усилитель 1, к выходу которого через нелинейный элемент 2 подключен накопительныйэлемент, например конденсатор 3, К этойже обкладке конденсатора через истоковыйповторитель 4 подключен первый вход компаратора 5, второй вход которого соединен,с выходом операционного усилителя 1, Выход компаратора 5 соединен через формирователь 6 со входом записи "единицы" триггера 7, единичный выход которого подключен к одному из входов ключа 8, а нулевой- к одному из входов ключа 9, Второй вход Оключа 8 подключен к шине питания 10, а второй вход ключа 9 - ко входу истоковогоповторителя 4, Выходы ключей 8 и 9 объединены и соединены с инвертирующим входом операционного усилителя 1, Вторая обкладка конденсатора 3 соединена с шиной нулевого потенциала и, кроме того, через ключ11 с первой обкладкой, Второй вход ключа11 соединен с входом 1 2 управления, Напряжение, экстремальное значение которого запоминается, подается по входу 13, соединенному с неинвертирующим входом операционного усилителя 1, Выходное напряжение устройства, равное запомненному, подается по выходу 14. Импульс, передний фронт З 5которого соответствует моменту времени перехода входного сигнала через экстремум,поступает по выходу 15.Сигнал установки "Оф устройства подается по входу 16, к которому подключен нулевой вход триггера 7, При этом триггер7 устанавливается в исходное состояние,при котором выходным сигналом этого триггера ключ 8 закрыт, а ключ 9 открыт, Спомощью ключа 9 замкнута цепь отрицатель 45ной обратной связи, последовательно соединенных операционного усилителя 1 и нелинейного элемента 2,При поступлении по входу 13 нарастающего напряжения напряжение на накопительном элементе также растет, Так как коэффициент отрицательной обратной связи цепиоперационный усилитель - нелинейный элемент равен 1, коэффициент усиления этойцепи близок к 1 (ввиду того, что коэффициент усиления операционного усилителябез отрицательной обратной связи значительно превышает 1), Поэтому напряжение на накопительном элементе 3 практически повторяет входное до тех пор, пока напряжение 50 на неинвертируюшем входе операционного усилителя не начнет уменьшаться, При этом начинает уменьшаться напряжение и на выходе операционного усилителя, нелинейный элемент (например диод) при этом оказывается включенным в обратном направлении и закрывается, разрывая цепь отрицательной обратной связи, Напряжение на выходе операционного усилителя изменяется по законуВьа фах 1)на 1 Ыгде К - коэффициент усиления операционного усилителя без отрицательной обратной связи (К 1);УВх -текущее значение напряжения на входе устройства;)к- напряжение на накопительном элементе 3, равное максимальному значению входного напряжения УНЗ Вх максТак как выход операционного усилителяотключается от накопительного элемента 3,напряжение на накопительном элементе остается квазипостоянным, В момент равенства выходного напряжения операционного усилителя выходному напряжению истокового пов.торителя 4, подключенного входом к накопительном элементу 3, компаратором 5 вырабатывается перепад напряжения, по фронтукоторого формируется импульс с помощьюформирователя 6, перебрасывающий триггер7 в "единичноеф состояние, Выходным сигналом триггера 7 закрывается ключ 9, отключая накопительный элемент 3 от инвертируюшего входа операционного усилителя 1, и открывается ключ 8, подавая на инвертирующийвход этого усилителя напряжение питания Уизаведомо большее, чем напряжение на накопительном элементе 3)пит1) ньРазбаланс напряжений на входах операционного усилителя увеличивается(,- ц) (,- ,),поэтому напряжение на его выходе еще болееуменьшается.Накопительным элементом 3 будет запомнено экстремальное (в данном случае максимальное) значение напряжения выходного сигнала, Причем, после окончания процесса запоминания накопительный элемент оказывается отключенным не только от выхода операционного усилителя 1 (с помощью нелинейного элемента 2), но и от входной цепи этого усилителя 1 с помощью ключа 9), тем самымповышается точность хранения запомненного напряжения,Передний фронт импульса, поступающего по выходу 15 устройства, при этом практически совпадает с моментом запоминанияэкстремального значения входного напряжения,, ул, Проектная,-:. Разряд накопительного элемента 3 осуществляется при поступлении по входу 12управляющего импульса, открывающего ключ11, При этом накопительный элемент 3 шунтируется сопротивлением открытого ключа 11,Наличие компаратора формирователя, триггера и двух ключей, соединенных по описаннойсхеме позволяет при использовании в качестве ключей МОП-транзисторов без снижениябыстродействия схемы значительно увеличитьточность хранения напряжения, При этом обеспечивается возможность дальнейшего преобразования запомненного значения напряжения в экспоненциально изменяющееся, атакже выделения момента времени, соответст вующего моменту перехода напряжения входного сигнала через экстремум, В результатес применением предлагаемого устройствасущественно повышается точность экспоненциальных преобразователей экстремальныхзначений напряжения во временной интервал,а следовательно, и точность измерительныхприборов,25формула изобретения Аналоговое запоминающее устройство, содержащее операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен ко входу ЗО устройства, накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена со входом истокового повторителя и через нелинейный элемент с выходом операционного усилителя, другая обкладкаконденсатора подключена к шине нулевогопотенциала и к выходу ключа, один из входов которого соединен с управляющим вхо -дом устройства, другой вход ключа соединенсо входом истокового повторителя, о т л и -ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности хранения информации, в устройство введены дополнительные ключи ипоследовательно соединенные компаратор,формирователь и триггер, единичный и нулевой выходы которого подключены к однимиз входов дополнительных ключей соответственно, выходы дополнительных ключей соединены с инвертируюшим входом операцион -ного усилителя, другой вход первого дополнительного ключа подключен к шине питания,другой Вход второго дополнительного ключасоединен со входом истокового повторителяи с первым выходом устройства, второй выход которого подключен к выходу формирователя и одному из входов триггера, другойвход которого соединен с шиной установки"О", другой вход компаратора соединен свыходом операционного усилителя,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Нетребенко К, А, Компенсационныесхемы амплитудных вольтметров и указателей экстремума, М"Энергия", 1967, с,4.,2, Глазов М, Н, и др, Типовые функциональные элементы автоматики на интеграль -ных операционных усилителях, - "Приборы цсистемы управления", Ло 7, 1973,