Устройство выборки и хранения аналоговых сигналов

О П ИА-НМ,Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(61) ополнительн авт. свяд-в 22) Заявлено 22,03,76 (21) 2336444/18с присоедияеиием заявки1) М. Кл, 6 11 С 27/00 1 Государственный комнтет Совете Мнннстров СССР па делом нзоаретеннй н атнрьпнй(71) Заявитель АНЕНИЯ БОРКИ И СИГНАЛОИзобретение относится к вычислительной технике и предназначено для выборки и хранения мгновенных значений напряжений и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях.Известны устройства выборки н хранения, охваченные отрицательными обратными связями. Высокими метрологическими характеристиками обладают устройства, охваченные двумя контурами обратной связи Ц .Наиболее близким к предлагаемому по тех- ед ннческой сущности является устройство, содержащее основной усилитель, неиивертнрующий вход которого через последовательно сое. диненные входной резистор и первый ключ подключен к входу устройства, инвертирующий вход - к шине нулевого потенциала, а неинвертирующий выход через второй ключ связан с. инвертирующнм входом буферного усилителя, неинвертирующнй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход через конденсатор соединен с иивертирующнм вхо.- 0 дом и через резистор обратной связи с неин. вертирующим входом основного усилителя 2.Обладая высокой точностью и быстродействием, малым смещением нуля и дрейфом смещения, хорошим подавлением синфазной ошибки, устройство представляет особую .цен ность для использования его в аналого.цифро.вых преобразователях (АЦП) .высокой точнос.ти. В АЦП устройство должно выполнять функ.цию вычитания. эталонного сигнала из входного и умножение разности на соответствующий коэффициент, Известное устройство выборки и хранения допускает вычитание сигналов в виде напряжений. Это не позволяет в целом по АЦП, построенному на основе известного устройства выборки и хранения, достичь точности и быстродействия такого же, как н в самом устройстве выборки и хранения. В этом состоит его недостаток.. Целью изобретения является повышение точ ности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство выборки и хранения аналоговых сигналов введены дополнительные ключ и усилитель, инвертирующий вход которого через входной резистор подключен к выходу буферного усилителя; неинвертирующий вход - к. второму выходу основного усилителя, а выход через дополнительный ключ связан с выходоее первого ключа.На чертеже представлена блок-схема уст. ройства выборки и хранения аналоговых снг. налов.Формула изобретена ч 50 55 60 Устройство содержит основной усилитель 1, буферный усилитель 2, подключенный инвертируюшим входом 3 через второй ключ 4 к выходу 5 основного усилителя, сицфазному с его неинвертирующим входом 6, цеинвертирующим входом 7 к шине 8 нулевого потенциала, а выходом 9 через резистор О обратной связи - к неинвертирующему входу 6 основного усилителя и входному резистору 11, конденсатор 12 памяти, включенный между выходом 9 буферного усилителя и его инвертнрующим входом, дополнительный усилитель 13, соединенный неинвертирующнм входом 14 с выходом 5 основного усилителя, противофазным его неинвертирующему входу 6, инвертирующим входом 16 через входной резистор 17 с выходом 9 буферного усилителя и через резистор 18 обратной связи - с выходом 19, а выходом 19 свыходом 20 устройства и через дополнительный ключ 21 с первым ключом 22, соединяющим источник 23 сигналов через входной резистор 11 с неинвертируоцим входом 6 основного усилителя, подключенного ицвертирующим входом 24 к щице 8 нулевого потенциала.С замкнутыми ключами 4, 22 и разомкну; тым ключом 21 устройство охвачено первым контуром отрицательной обратной связи и ца. ходится в режиме выборки. На выходе 9 буферного усилителя 2 устанавливается напряжение, близкое по величине напряжению источника 23 сигналов, цо противоположное по знаку. Так как на входе 7 усилителя 2 присутствует напряжение, равное нулю, то и ца входе 3 ц, соответственно, на выходе 5 основного усилителя 1 будет присутствовать напряжение, близкое к нулю, Близким к нулю будет напряжение на противофазном выходе 15, Напряжение с выхода 9 буферного усилителя и напряжение с выхода 15 основного поступают ца дополнительный усилитель 13, соответственно на инвертирующий ц неинвертирующий входы. Так как напряжение суммирующей точки (вход 16) дополнительного усилителя мало отличается от напряжения ца входе 14, т, е. от нуля, то напряжение с выхода 9 усилителя 2 к выходу 19 усилителя 3 инвертируется по фазе, це изменяясь по величине. Это значит, что напряжение ца выходе 9 дополнительного усилителя мало отличается по величине от напряжения входного сигнала и не отличается от него по знаку. Такое соответствие име. ет местов режиме выборки для лн)бого напряжения входного сигнала (в пределах динамического диапазона входных сигналов),С разомкнутыми ключами 4, 22 и замкнутым ключом 2 устройство охвачено вторым контуром отрицательной обратной связи и находится в режиме хранения. Напряжение на конденсаторе 12 выполняет роль входного сигнала. Напряжение г выхода 19 дополцитель. ного усилителя 13 поступает на входной резистор 1 усилителяи устанавливается с выской точиогтью, равным напряжению сигнала, прцсутгтв1)ав)пгм ца исто 111111 23 сиг. цапов ц момент размыкацця ядочей 4, 22.11(11 р 51 хкг 1111( 11 цы.сод(,) ог 110811Г О ус 11 л ите;я 5 15 20 25 30 35 40 меняется при этом настолько, насколько необходимо напряжению на выходе 19 дополнительного усилителя, мало отлич(нощемся от напряжения входного сигнала (в режиме выборки), стать равным напряжению входного сигнала (в режиме хранения). Отсюда видно, что переход устройства в режим хранения не сопровождается какими-либо заметными изменениями напряжений в устройстве, Ключ 4 остается под на пряжен нем, близки м к нулю, отсутствуют перепады, способные привести к изменениям напряжения на конденсаторе памяти при переходе устройства в режим хранения, Точность устройства не ниже точности известного устройства.Как в режиме выборки, так и в режиме хранения, предлагаемое устройство представляется в виде контуров, подобных (по количеству инерционных звеньев) контурам известного устройства. В связи с этим быстродействие предлагаемого устройства не снижается.1 отеГциал, присутствующий на входе 24 основного усилителя 1, равен нулю, Так как суммирующая точка (вход 6) усилителя 1 воспринимает потенциал входа 24, то и потенциал суммирующей точки будет близок к нулю. Этим обеспечивается возможность неискажающего введения в суммирующую точку весовых токов, а также возможность качественной коммутации этих токов. Введение весовых токов производится в режиме хранения. На выходе 19 доГолцительного усилителя 13 и, соответственно, выходе 20 устройства вырабатывается напряжение, равное с высокой точность)о разности напряжения входного сигнала (напряжения сигнала, присутствовавшего на входе устройства при размыкании ключей 4, 22) и напряжения, равного произведгнно весового тока на величину резистора 1. Другими словами, на выходе 20 устройства образуется напряжение, равное произведению разности токов, тока от напряжения входного сигнала и весового, на ве.1 ичицу входного резистора 11. Устройство допускает, таким образом, вычитание сигналов, заданных в виде токов. Устройство выборки и хранения аналоговых сигналов, содержащее основной усилитель, цеинвертцруощий вход которого через последовательно соединенные входной резистор ц первый ключ подключен к входу устройства, ицвертируюцгий вход - к цшце нулевого потенциала, а цеицвертцрующнй выход через второй ключ связан с ицвертцруюцГим входом буферного усилителя, нецнвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход через конденсатор соединен с ццвертирующцм входом и через резистор обратной связи с цеццвертиру 1 ощим входом огцоГ)ГОго ус,ит(ля, 07 личак)цеее 51 т(м, 1 то, сГе Г ьк) 1101)1)11 ец 11 я тоц 11 остц р)1 бть 1 ) (.рой ства, В пего в Вгд(гцы Д 011 ол 11 тель 11(г клк)чСоставитель С Беланехред О. Луговаи Корректор Д,. Мельниченко нраж 77 Подписное Редактор А.МарковичЗаказ 2104/43 комитета Совебретеиий и о35, Раунсканг. Уж город,и усилитель, инвертируюший вход которого через входной резистор подключен к выходу буферного усилителя, неинвертируюгций вход - к второму выходу основного усилителя, а выход через дополнительный ключ связан с выходом первого ключа. ЦНИ 11 ГИ Годарственног по делам из 113 О 35, Москва, Ж Фи.тиал ГН 1 П Патент