Аналоговое запоминающее устройство

ОП ИСАпИЕизовггтения "78 ОО 48 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 09,11.78 (21) 2685833/18-24 (51)М. Кл. 6 11 С 27/00 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЦЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к аналоговой технике и предназначено, в частности, для запоминания мгновенных значений исследуемых сигналов в определенные моменты времени. 5Устройство может быть использовано в быстродействующих аналого-цифро вых преобразователях.Одной иэ основных составляющих частей аналого-цифровых преобразова телей, предназначенных для преобразования переменных значений напряжения в код, является устройство выборки и запоминания.Широкое применение в стробоскопи ческих осциллографах нашло устройство 11. Оно содержит мостиковую схему, собранную на четырех диодах, на входе которой включен генератор сигнала и первый резистор, а на вы ходе - первый конденсатор, симметрирующий трансформатор, выходные выводы обмоток которого подсоединены к точкам соединения катодов и анодов диодов, а входные выводы че реэ второй и третий резисторы подключены к источникам смещения +ЕЛ и Е соответственно, а через второй и третий конденсаторы к генератору строб-импульсов, Для удовлетворитель 30 ной работы схемы необходимо, чтобыоба плеча схемы имели одинаковыепараметры,Недостатком устройства являетсято, что накопительный конденсаторзаряжается черезомические и дифференциальные сопротивления коммутирующих диодов, что приводит кувеличению времени выборки, а темсамым и к увеличению апертурноговремени,Наиболее близким по техническойсущности к предложенному устройствуявляется аналоговое запоминающееустройство 2. Устройство содержитдифФеренциальный усилитель, коммутирующие диоды и транзисторы, накопительный конденсатор, который подключен к затвору полевого транзистора. Дифференциальный усилитель,собранный на двух транзисторах ичетырех резисторах, управляет усилителем, собранным на двух транзисторах, базы которых подключены кнагрузочным резисторам соответственно, а эмиттеры через резисторы обратной связи соответственно соединены с источником питания +Е. Кколлектору второго транзистора усипителя подключен резистор и база"ключевого транзистора, между эмиттером которого и источником питания Еп включен резистор. Между коллекторами первого транзисгора усилителя и ключевым транзистором включены последовательнодиоды и два конденсатора. Точкасоединения катода и анода диодов соединена с накопительным конденсатороми затвором полевого трйнзистора. Второй вывод накопительного конденсатора соединен с корпусом. Коллекторпервого ключевого транзистора соединен с коллектором второго ключевоготранзистора и резистором, а коллекторпервого транзистора усилителя соеди-нен с коллектором третьего ключевоготранзистора и резисторОм. Базы второго и третьего ключевых транзисторов подсоединены к источнику стробимпульсов, Сток полевого транзистора соединен с источником +Еп, а между источником - Е и стоком включенПрезистор.Недостатком устройства являютсявысокие требования относительно сиглметричности параметров плеч схемы,(с целью.выравнивания параметровплеч схемы в каждое плечо включаются подстроечные конденсаторы), атакже относительная низкочастотность схемы, обусловленная наличиемемкостей диодов, через которые входной сигйал проходит на выход схемы,когда второй транзистор усилителяи первый ключевой транзистор закрыты.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства иего .Упрощение,Поставленная цель достигается тем,что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительныйэлемент, например, конценсатор, однаобкладка которого соединена с шинойнулевого потенциала, другая обкладкаконденсатора подключена к,входу истокового повторителя напряжения,выход которого соецинен с выходомустройства, дифференциальный усилитель, входы которого соединены свходами устройства, ключи, нелинейные элементы,. шину управления и шинупи-.ания.Введены каскад восстановления начального уровня напряжения, дифференцирующая РС-цепочка и три делителянапряжения, первые входы которыхсоединены с шиной питания, вторыевходы делителей напряжения соециненыс шиной нулевого потенциала, выходпервого делителя напряжения соеди.нен с входом первого ключа и черезпервый нелинейный элемент с выходомдифференцирующей РС-цепочки, входкоторой подключен к шине управления,выход второго делителя соединен с-одним из входов второго ключа, другой вход второго ключа соединен свыходом дифференциального усилителя 5 (О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ь 5 и выходом первого ключа, выход второго ключа соединен с другой обкладкой конденсатора и выходом каскада начального уровня напряжения,выход которого соединен с выходомтретьего делителя напряжения и черезвторой нелинейный элемент с выходомдифференцирующей РС-цепочки.На чертеже изображена функциональная схема предложенного устройст.ва. Оно содержит накопительный элемент, например, конденсатор 1,дифференцирующую РС-цепочку 2, делители3-5 напрякения,ключи б и 7, каскад8 восстановления начального уровнянапряжения, истоковый повторитель 9напряжения, дифференциальный усилитель 10, шйну 11 питания, шину 12управления, нелинейные элементы 13и 14.Устройство работает следующимобразом,В исходном состоянии, когда на ши-.ну 12 не подается импульс переключения, транзистор ключа б открыт,а транзистор ключа 7 и транзисторкаскада 8 закрыты. Входной сигналусиливается дифференциальным усилителем и транзистором ключа б.Когда поступает импульс переключения, передний Фронт его через нелинейный элемент 13 подается на базутранзистора ключа б, который закрывается, а транзистор ключа 7 открывается.Конденсатор 1 заряжается черезтранзистор ключа 7 коллекторным током транзистора ключа б, значениекоторогб зависит от входного сигнала.После того, когда потенциал базы транзистора ключа б становится меньшепотенциала базы транзистора ключа 7;последний закрывается и на конденсаторе 1 удерживается запомненноезначение напряжения. После окончания действия импульса переключения,его спад через нелинейный элемент14 и конденсатор 1 подается на. базутранзистора каскада 8. Указанныйтранзистор открывается, и конденсатор 1 быстро разряжается до потен-,циала корпуса, Значение напряжениянэ. конденсаторе 1 повторяется истоковым повторителем 9 и подается навход аналого-цифрового преобразователя.Предложенное устройство имеетряд преимуществ перед прототипомВо-первых, изменяя параметры дифференцирующей цепочки 2 и параметрыделителей напряжения в базах транзисторов ключей б и 7, можно простаизменять время выборки, а тем самьпл и апертурное время аналого-цифрового,преобразователя, Во-вторых,транзистор ключа 7 работает наоткрывание и не переходит в режимнасыщения, что дает возможность реализовать максимальное быстродейст780048 РфЕо вие, которое определяется высокочастотными параметрами транзистора. В третьих, транзисторыключей 6 и 7 включены таким образом, что входное сопротивление в точке соединения их эмиттеров равно нескольким Омам, что значительно улучшает частотные свойства дифференциального усилителя, а также снижает уровень паразит- ного пролезания входного сигнала через паразитные емкости закрытого транзистора ключа 7.В четвертых, включение в схему каскада 8 восстановления начального уровня напряжения дает возможность просто управлять длительностью импульсов на выходе схемы, а также получать крутые спады этих импульсов.Испытания, проведенные на макете с использованием высокочастотных транзисторов, частота 1 которых превышает 2 кГц,показали, что устройство обеспечивает время выборки меньше 1 нс.Применение предложенного устройства в аналого-цифровом преобразователе позволит отказаться от схемы формирования импульсов стробирования, собранной на 4-х транзисторах и уменьшить значение апертурной погрешности аналого-цифрового преобразователя более чем в 5 раз. Формула изобретения АналогОвое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например, конденсатор, одна обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, другая обкладка конденсатора подключена.к входу повторителя напряжения, выход которого соединен с выходом устройства,дифференциальный усилитель, входы,которого соединены с входами устройства, ключи, нелинейные элементы,шину управления и шину питания,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения быстродействия уст ройства и его упрощения, в устройст-во введены каскад восстановленияначального уровнянапряжения, дифференцирующая ВС-цепочка и три делителя напряжения, первые входы 10 которых соединены с шиной питания,вторые входы делителей напряжениясоединены с шиной нулевого потенциала, выход первого делителя напряжения соединен с входом первого клю ча и через первый нелинейный элементс выходом дифференцирующей КС-цепочки, вход которой подключен к шине управления, выход второго делителя напряжения соединен с одним из 20 входов второго ключа, другой входвторого ключа соединен с выходомцифференциального усилителя и вы 1 одом первого ключа, выход второгоключа соединен с другой обкладкойконденсатора и выходом каскада восстановления начального уровня напряжения, вход которого соединен свыходом третьего делителя напряженияи через второй нелинейный элементс выходом дифференцирующей ЙС-цепоч ки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе351.Рябинин Ю,А. Стробоскопическоеосциллографирование,М.,"Советскоерадио", 1972,2.Патент Японии Р 49-21743,40 кл. 6 11 С 27/00, опублик. 1974 прототип). НИИПИ Заказ 9331/1Тираж 662 Подписное филиал ППП "Патент",г,ужгород,ул.Проектная