Устройство выборки и хранения информации

О ПИ-СА И-И Е ИЗОБРЕТЕВ ИЯ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик(51)М. Кл. 6 11 С 15/04 явлен ьт заявки М с присоедии еудэретееееые кеиетет еьСС.Р е Медеи иеееретение и открытей23) Приоритет Опубл иков тень М 2 1,325 80(54) УСТРОЙСТ ума мю ств орусский ордена Трудударственный универс,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах преобразования формы информацииеИзвестно устройство выборки и хране% ния информации, содержащее усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, в цепи питания которОго включена схема управления, один из входов которой подключен к выходу усилителя, а выход усилителя совдийен с алемвитом хранениякондеисатором Ц .Недостатками, устройства является отличие от нуля выкодного уровня при отсутствии входного сигнала, нестабильность выходного уровня при отсутствии входного синала и коммутационная погрешность, . что прЫводит к нввысокой точности устройства.ИБель изобретения - повышенив точнос, Цель достигавтбя тем, что в уствыборки и хранения информации, с вого Красного Знамени т им. В, И, Ленинащев усйлитель" йостоянногб тока, охваченйый отрицательной обратной связью, в цепи питания которого включен элемент управления, один из входов которого подключен к выходной клемме устройства, а,др гой - к первой управляющей клемме устройства, первый элемент хранения - конденсатор, соединенный первой обкладкой с общей шиной и второй обкладкой - с выходом усилителя постоянного тока и входом истокового повторителя, подключенного выходом к инвертирующему входу дифференциального операционного усилите ли, содержащего в цепи истока генератор тока, введен второй элемент хранения- конденсатор, а генератор тока выполнен управляемым, причем одна обкладка второго конденсатора соединена с шиной питания, а другая - с управляющим входом генератора тока и через ключ и резисторс выходом дифференциального операцион-ного усилителя, а управляющий вход ключа соединен со второй управляющей иле мой устройства.Тогда 440 ц; д 1 АО .)3) а 3 7467На чертеже представлена схема предлагаемого устройства выборки и хранения.Устройство состоит из усилдитвля 1,охваченного отрицательной обратной связью, в цепи питания которого включена5схема управления 2, вход 3 которой подклкяен к выходной клемме устройства,выход усилителя 1 соейиней с перв-ым элементом хранения - конденсатором,4 кконденсатору 4 подключен затвор истокового повторителя 5, в цепи истока кото.рого включен управляемый генератор тока 6, по цепи управления соединенный совторым элементом хранения - конденсатором 7, причем конденсатор 7 через ключ 158 и резистор 9 соединен с выходом операционного усилителя 10, один из входовкоторого соединен с истоком истоковогоповторителя 8 и вь 1 ходной клеммой.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии входной сигналравен нулю, ключ 8 замкнут, а на входсхемы управления 2 поступают управляющие импульсы, обеспечивающие режимы 25работы Выборка и Хранение.Операционный усиаитель 10 управляетчерез открытый ключ 8 генератором тока 6 так, что на истоке истокового повторителя, а соответственно на выходе 30устройства бьйо напряжение равно нулюнезависимо от напряжения на затворетранзистора Т 5 (это возможно при использовании полевого транзистора со встроенным каналом). Таким образом, навтором элементе хранения 7 накапливается сигнал, компенсирующий уход выходного уровня, При этом устраняется погрешность, .вйзванная смешениемвыходногоурОвня, так и коммутационная погрешность 40Перед подачей на устройство входногосигнала ключ 8 размыкается и на конденсаторе 7 запоминается потенциал, которыйпоступает на вход управляемого генератара тока 6 и не изменяется до окончания 45входного сигнапаа Выходной сигнал снимается с истока истокового повторителя 5.После окончания входного сигнала ключ 8замыкается.Рассчитаем напряжение смешения навыходе устройства выборки и хранения. Внем в качестве истокового повторителя используется транзистор со встроенным каналом 1 типа КП 305, КП 306), который ра 55ботает в активном режиме при ОА=ОаИз формулы 29авидно, что можно выбрать такой ток стока,чтобы напряжение смещения было равнонапряжению О), т.е, напряжение на истоке будет равно О. Ток генератора тока,на который нагружен истоковый повторитель, изменяется согласно формуледОД 1- - )йгде ЬО - приращение напряжения на токоэадающем резисторе генераторатока;й - величина токоэадающего резистоРааПриращение дО поступает на генератортока с выхода операционного усилитапя иопределяетсяьОо и,еыхгде О выем - напряжение на выходе истокового повторителя;К - коэффициент усиления ОУ.Из прйведеннйх расчетов видно, что напряжение смещения и температурный дрейф на выходе предлагаемой схемы за счет истокового повторителя, управляемого от операционного усилителя, определяются в основном смещением нуля и дрейфом операционного усилителя. Так, для операционного усилителя К 153 УД 2 смещение нуля не превышает 3 мВ а егооВ дрейф менее 10 мкВ/ С, что более чем на порядок лучше прототипа.Включение управляемого исток ового повторителя позволяет уменьшить коммутационную погрешность за счет интегрирующей цепочки (конденсатор 7, резистор 9).Ввпичина напряжения "смешения во врв мя 6ля будет равнао -о- -оеыв еыеСМ РОЪ 91 + РОЗ РЕЫЕ ХР.выБТаким образом, за счет включения истокового повторителя удается уменьшить влияние коммутационной помехи в 10 раз. 5Экспериментальные исследования предложенной схемы, показали, что суммарная погрешность не превышала вепичины, рвв ной 0,1-0,15%, что более чем на. порядок лучше известных схем выборки и храненияО работающих с той же скоростью выборки (100 кГцМГЦ). Устройство выборки и хранения информации, содержащее усилитель постоянного тока, охваченный отрицательной обратной связью, в цепи питания которого включен элемент управления, один из входов которого подключен к выходной клемме устройства, в другой - к первой управляющей клемме устройства, первый элемент храИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент. США Ъ 3643110,кл, Н 03 К 17/60, 1970 (прототип).29 6нения - конденсатор, соединенный первой обкладкой с общей шиной ивторой обкладкой - с выходом усилителя постоянного ,тока с входом истокового повторителя, подкпюченного выходом к неинвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, содержащего в цепи истока генератор тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения точноети, в него введен второй элемент храненияконденсатор, а генератор тока выполнен управляемым, причем одна обкладка второго конденсатора соединена с шиной питания, а другая - с управляющим входом ф о р м у л а и з о б р е т е н и ягенератора тока и через ключ и резисторс выходом дифференциального операционного усилителя, а управляющий вход ключа соединен со второй управляющей клеммойустройства.