Аналоговое запоминающее устройство

Союз СоветскихСоцкалкстическихРеспублик 734811 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительно1) М. Кл,1 С 27/00 присоединением з 23) Приоритет -Опубликовано Дата опублико вкиГюсударстаеииый комите 5.05.80. Бюллетен ания описания 25.0 53). УДК 681.32.80 2) Автор изобретени бицки Л Львовский ордена Ленина политехнический институт,витель ЮЩЕЕ УСТРОИСТВО 54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМ Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для выборки и хранения мгновенных значений напряжений и может быть использовано ваналого-цифровых преобразователях,Известно аналоговое запоминающее устройство, охваченное двумя контурами отрицательной обратной связи и содержащееусилители, ключи 1.Известно также аналоговое запоминающее устройство, содержащее основной усилитель и дополнительный, охваченный отрицательной обратной связью по одному извходов и подключенный этим входом к выходу основного усилителя и через первыйключ к другому входу, конденсатор памяти,включенный между шиной нулевого потенциала и точкой соединения другого" входадополнительного усилителя и одного из входов основного, соединенного через второйи третий ключи соответственно с источником/сигналов и выходом дополнительного усилителя 12;20С замкнутыми первым и вторым ключами и разомкнутым третьим устройство охвачено первым контуром отрицательной обратной связи и находится в режиме выборки. Напряжение на конденсаторе памяти и выходе дополнительного операционного усилителя меняется синфазно с напряжением вход ного сигнала и мало отличается от него по величине. С замкнутым третьим ключом и разомкнутыми остальными устройство охвачено вторым контуром отрицательной обратной связи и находится в режиме хранения. Напряжение с выхода дополнительного операционного усилителя подается на вход основного усилителя. Так как характеристики основного усилителя не изменяются от режима выборки к режиму хранения, это напряжение устанавливается в режиме хранения равным с высокой точностью напряжению сигнала при переходе устройства из режима выборки в режим хранения.Обладая высокой точностью и быстродействием, малым смещением нуля и дрейфом смещения, хорошим подавлением синфазной ошибки, устройство представляет особую ценность для использования его в аналогоцифровыхпреобразователях (АЦП) высокой точности. В АЦП устройство должно выполнять основную функцию - вычитание эталонного сигнала из входного и умножение разности на соответствующий коэффициент, Наибольшей точностью при высоком быстродействии из известных обладают АЦП в которых вычитание сигналов производится в виде токов (не напряжений). Известное устройство выборки и хранения допускает вычитание сигналов в виде напряжений. Это не позволяет достичь в целом по АЦП, построенному на основе известного устройства выборки и хранения, точности и быстродействия тако 1 о же, как в самом устройстве выборки и хранения, что является его недостатком,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет выполнения функции вычитания эталонного напряжения из входного напряжения,Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например конденсатор, одна обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, первый усилитель, один из входов которого через первый и второй ключи соединен соответственно со входом устройства и с первым выходом второго усилителя, охваченного по одному из входов обратной связью, и выходом устройства другой вход первого усилителя соединен с шиной нулевого потенциала, и третий ключ, введен третий усилитель и два пассивных элемента, причем выход первого усилителя соединен через третий ключ с другой обкладкой конденсатора и входом третьего усилителя, выход которого через первый пассивный элемент соединен с одним из входов первого усилителя и непосредственно с другим входом второго усилителя, один из входов второго усилителя через второй пассивный элемент соединен с выходом первого усилителя;На чертеже показана функциональная схема устройства, включающая усилители 1, 2, 3, ключи 4, 5, 6, пассивные элементы 7 и 8, элемент обратной связи 9, накопительный элемент, например конденсатор 10, шину нулевого потенциала 11. Устройство работает следующим образом, С замкнутыми ключами 4, 6 и разомкнутым 5 устройство охвачено первым контуром отрицательной обратной связи и находится в режиме выборки. На выходе 13 усилителя 2 устанавливается напряжение, близкое по величине входному напряжению и противоположное по знаку. Это же напряжение, а также близкое к нему по величине напряжение на конденсаторе 10 (коэффициент передачи усилителя 2 равен 1) поступают на входы усилителя 3.Так как напряжение суммирующей точки (вход 16 усилителя 3) мало отличается по величине от напряжения на входе 15, а значит и от напряжения на конденсаторе 10, то ток на выходе 14 усилителя 1 отсутствует. Следовательно, отсутствует и ток через элемент 9, а напряжение на выходе 17 усилителя 3 не отличается по величине от напряжения на выходе 13 усилителя. Напряжение на противофазном выходе 18 усилителя 3 отличается от напряжения на выходе 17 только по знаку. Это значит, что напряжение на выходе 18 усилителя 3 мало отличается от входного напряжения но величине и не отличается по знаку. Такое соответствие имеет место в режиме выборки для любого напряжения входного сигнала (в пределах динамического диапазона входных сигналов).С разомкнутыми ключами 4, 6 и замкнутым 5 устройство охвачено вторым контуром отрицательной обратной связи и находится в режиме хранения, Напряжение на конденсаторе 10 выполняет роль входного сигнала,Напряжение с выхода 18 усилителя 3поступает на вход 19 усилителя 1 и устанавливается с высокой точностью, равным напряжению сигнала, присутствовавшему на входе устройства в момент размыкания ключей 4, 6. Напряжение на выходе 14 усилителя 1 меняется при этом настолько, насколько необходимо напряжению на выходе 18 усилителя 3, мало отличающемуся от напряжения входного сигнала (в режиме выборки), стать равным этому напряжению (в режиме хранения). Отсюда видно, что переход устройства в режим хранения не сопровождается какими-либо заметными изменениями напряжений в устройстве. Ключ 4 остается под напряжением, близким к нулю, отсутствуют перепады, способные привести к изменениям напряжения на конденсаторе 10 при переходе устройства в режим хранения. Точность устройства оказывается не ниже точности известного устройства.Как в режиме выборки, так и в режимехранения, предлагаемое устройство представляется в виде контуров, аналогичных (по количеству инерционных звеньев) конту О рам известного устройства. В связи с этимбыстродействие предлагаемого устройства оказывается не йиже быстродействия известного устройства. Потенциал, присутствующий на входе 20усилителя 1, равен нулю. Так как вход 19 усилителя 1 воспринимает потенциал входа 20, то и потенциал, входа 19 будет близок к нулю, Этим обеспечивается возможность неискажающего введения в суммируюЗе щую точку весовых токов, а также возможность качественной коммутации этих токов.Введение весовых токов производится в режиме хранения. На выходе 18 усилителя 3 и, соответственно, выходе устройства вырабатывается напряжениеравное с высокой точностью разности напряжения входного сигнала (напряжение сигнала, присутствовавшего на входе устройства при размыкании ключей 4, 6) и напряжения, равного5произведению весового тока на величину входного сопротивления усилителя 1 или на величину входного резистора. Другими словами, на выходе устройства образуется напряжение, равное произведению разности токов, тока от напряжения входного сигнала и весового, на величину входного сопротивления усилителя 1 или входного резистора. Устройство допускает, таким образом, вычитание сигналов, заданных в виде токов. Устраняется недостаток, прототипа.формула изобретенияАналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например конденсатор, одна обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, первый усилитель, один из входов которого через первый и второй ключ соединен соответственно со входом устройства и первымвыходом второго усилителя, охваченного по одному из входов обратной связью, и вы 7348116ходом устройства, другой вход первого усилителя соединен с шиной нулевого потенциала, и третий ключ, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет выполнения функции вычитания эталонного напряжения из входного напряжения, в него введен третий усилитель и два пассивных элемента, причем выход первого усилителя соединен через третий ключ с другой обкладкой конденсатора и входом третьего усилителя, выход которого через первый пассивный элемент соединен с одним из входов первого усилителя, непосредственно с другим входом второго усилителя, один из входов второго усилителя через второй пассивный элемент соединен с выходом первого усилителя,15Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии6956, кл.97(8) Р 1,1969.2. Авторское свидетельство СССР482815, кл. б 11 С 27/00, 1973 (прототип).А. ВоронинфРич КоррПодком итета ССи открытийшская наб., дрод, ул. Проек СоставительТехред К, ШуТираж 662Государственнотолам изобретенийква, Ж - 35, РауПатент, г. Ужго 4/5 ая,едактор Н. Каменскаяаказ 2096/54ЦНИИПИпо д113035, МоФилиал ППП ектор Ю. МакаренкописноеСР