Аналоговое запоминающее устрой-ctbo

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик 11841055(23) Приоритет -6 11 С 27/00 Гасударственные комитет Опубликовано 23,06.81. Бюллетень23Дата опубликования описания 28.06.81до делам езобретений и вткрмтлй(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение предназначено для запоминания, хранения и предварительной обработки выборок аналоговых сигналов в аналоговых и аналого-цифровых системах обработки данных. Ввиду пониженных требований к точности изготовления компонентов, устройство может быть реализовано в интегральном исполнении.Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее усилитель постоянного тока, запоминающие ячейки, катодный повторитель, ключи 11.).Недостатком устройства является ограниченные функциональные возможности, т.е. оно не может хранить одновременно несколько выборок.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аналоговое запоминающее устройство, особенностью которого является независимость точности его работы от точности используемых пассивных компонентов и от напряжения смещения нуля операционного усилителя 12.Однако применение такого устройства в системах обработки данных малоэффективно ввиду того, что задачи обработки данных часто требуют одновременного хранения целой серии выборок аналогового сигнала. В известном устройстве задача одновременного хранения нескольких выборок аналового сигнала не решена. Обычным схемотехническим решением в таком случае является использование нескольких аналоговых запоминающих устройств, т.е. нескольких операционных усилителей с запоминающими конденсаторами, ключами, повторителями и пассивными компонентами. Кроме- того, считывание уровня выходного напряжения в известном устройстве осуществляется непосредственно с выхода инвертирующего операционного Усилителя. Поэтому при выполнении операции считывания операционный усилитель постоянно занят и не- может использоваться для других целей (нап ример, для записи уровня аналогового сигнала в ячейку). Таким образом, снижается эффективность использования имеющихся элементов и суммарное быстродействие устройства. 20Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет осуществления операций сложения и вычитания сигналов.8413Поставленная цель достигается тем, что в известное аналоговое Запоминающее устройство, введены дополнительные ключи, накопительные элементы, например конденсаторы, повторители напряжения и пассивные элементы, например резисторы, причем входы дополнительных повторителей напряжения соединены с одними из обкладок дополнительных конденсаторов, другие обкладки которых подключены к шине нулевого потенциала, выход каждого дополнительного повторителя напряжения соединен через последовательно включенные дополнительный резистор и первый дополнительный ключ с входом операционного усилителя, выход которого через вторые дополни. тельные ключи соединен с входами допол. нительных повторителей напряжения, выходы которых через третьи дополнительные ключи соединены с выходом второго ключа, другой вывод второго резистора через четвертый дополнительный ключ соединен с входом операционного усилителя.На чертеже изображена функциональная схема. предлагаемого устройства.Устройство содержит ключи 1 и 2, первый пассивный элемент, например резистор 3, операционный усилитель 4, первые дополнительные ключи 5 - 7, вторые дополнительные ключи 8 и 9, третьи дополнительные клю чи 10 - 12, повторитель напряжения 13, накопительный элемент, например конденсатор 14, второй пассивный элемент, например резистор 15, дополнительные накопительные элементы, например конденсаторы 16 и 17, дополнительные повторители 18 и 19 напряжения, дополнительные пассивные элементы, например резисторы 20 и 21, шину 22 нулевого потенциала.Устройство работает следующим образом, При записи напряжения 1)о, поступающего на вход устройства, замыкаются ключ 2 и пара ключей из групп 5 - 7 и 1, 8 и 9, соответствующая накопительному элементу, в который производится запись. Например, если запись производится на конденсатор 14 и повторитель 13, то. замыкается ключ 5, а ключ 1 переводится в верхнее положение, как показано на чертеже. По окончании переходного процесса в схеме ключ 1 переводится в нейтральное, разомкнутое положение. Считывание записанного на конденсатор 14 напряжения, осуществляется как непосредственно с выхода повторителя 13 напряжения (Вых. 1), так и через операционный усилитель 4. При этом ключ 2 размыкается, ключ 5 замыкается, а ключ 1 переводится в нижнее положение. По окончании переходного процесса на выходе операционного усилителя 4 устанавливается напряжение, равное Бах, независящее ни от точности изготовления пассивных элементов 15 и 3 (например, резисторов),ни от напряжения смещения нуля операционного усилителя 4. Это напряжение, в своюочередь, может быть записано в любой из 055конденсаторов 16 и 17. Например, если запись производится на конденсатор 17, то ключ 1 переводится в нейтральное, разомкнутое положение, и замыкаются ключи 8 и 10 (ключ 7 разомкнут). На выходе повторителя 19 устанавливается напряжение, равное Бс. После этого ключи 5, 8 и 10 размыкаются и операционный усилитель 4 может использоваться для выполнения других операций, например - для записи на конденсаторы 14 и 16 новых значений напряже О ния 1.1,. Считывание напряжения Иа, запомненного на конденсаторе 17, осуществляется с выхода повторителя 19, обозначенного Вых,п. Устройство позволяет также суммировать (вычитать) напряжения, хранящиеся на конденсаторах 14, 16 и 17. Например, пусть на конденсаторе 14 в первом цикле записи записано напряжение1. с=-11 ве - - + Е (1+ - 5-)К К 11 11520где К- сопротивление пассивного элемента 15;К з - сопротивление пассивного элемента 3;11,44,4 - напряжение на выходе устройства в момент записи;Е- напряжение смещения нуляоперационного усилителя 4На конденсаторе 16 во втором цикле зазо писи записано напряжениеУс =-1.)вы - ф - + Е д(1+ - -а),К й Йг,о то35где К о - сопротивление пассивного элемента 20,- напряжение на входе устройства,в момент записи.При суммировании напряжений 11 с и с40 замыкаются ключи 5 и 6, а ключ 1 переводится в нижнее положение (ключ 2 разомкнут). При этом на выходе операционногоусилителя 4 формируется напряжениеЬВЫ)с Г а 44 а р-+ 1,(1+ - )- -1-1 ьхюс+ Есм( + % )1 Р +н50т.е. ошибка сУммы напРЯжений Исх 4 и Бвх не зависит от точности изготовленияи соотношения сопротивлений Кс,Кс, Ксо и имеет величину, равную Есм Современные интегральные операционные усилители име ют Есм = 3 - 5 мВ при полном размахе выходного напряжения порядка 10 В, Ошибка от среднего значения 5 В в этом случае не превысит 0,06 - О,й, что вполне приемлемо для многих практических приложений.841055При вычитании двух напряжений, напряжение которое должно вычитаться, предварительно инвертируется с помощью инвертирующего операционного усилителя 4 и записывается в 14.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет по сравнению с известным выполнять не только хранение уровней сигналов, но и их предварительную обработку. формула изобретения Аналоговое запоминающее устройство, содержащее основной накопительный элемент, например конденсатор, одна обкладка которого соединена с входом основного повторителя напряжения и одним из выходов первого ключа, операционный усилитель, выход которого подключен к входу первого ключа, другой выход первого ключа соединен с выходом второго ключа и через первый пассивный элемент, например резистор с входом операционного усилителя, выход основного повторителя напряжения соединен с одним из выводов второго пассивного элемента, например резистора, другая обкладка основного конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных 6возможностей устройства за счет осуществления операций сложения и вычитания сигналов, в устройство введены дополнительные ключи, накопительные элементы, например, конденсаторы, повторители напряжения и пассивные элементы, например резисторы, причем входы дополнительных повторителей напряжения соединены с одними из обкладок дополнительных конденсаторов, другие обкладки которых подключены к шине нулевого потенциала, выход каждого до О пблнительного повторителя напряжения соединен через последовательно включенные дополнительный резистор и первый дополнительный ключ со входом операционного усилителя, выход которого через вторые дополнительные ключи соединен с входа и дополнительных повторителей напряжения, выходы которых соединены через третьи дополнительные ключи с выходом второго ключа, другой вывод второго резистора через четвертый дополнительный ключ соединен 20 с входом операционного усилителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР434483, кл. б 11 С 27/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССР586500, кл. 6 11 С 27/00, 1976 (прототип).вительА. Бой 645 нного тений 11303лиал шская од, ул Ужго Сост нко Техред ТираФ И ПИ Государств по делам изобр Москва, Ж - 3 ППП Патент, гедактор В. Лазараказ 4780/81ВН А. Воронинас КорректоПодписнокомитета СССРи открытийнаб., д. 4/5Проектная Макаренко