Аналоговое запоминающее устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соаатсккк Сциалнсткческик Респубпик(22) Заявлено 28,11.79 (21) 2843926/18-24с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 15,0881. Бюллетень Йо 30Дата опубликования описания 15, 08, 81 С 11 С 27/00 Государственный комнтет СССР ио дедам изобретений и открытий(088.8) В.Н. Осипов Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОИСТВО Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых, аналого-цифровых и контрольно-иэмерительных устройствах.5Известно аналоговое запоминающее устройство, в котором для улучшения метрологических характеристик используются общие обратные связи 1 .Однако в ряде случаев необходима фиксация не абсолютных значений сигналов, а их приращений за фиксированный интервал времени, что при последующей обработке позволяет получить информацию о скорости изменения сигна 45 лов.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое содержит инвертируюафй и неинвертирующий блоки ана логовой памяти, пойключйнные через резисторы к суммирующему блоку аналоговой памяти, выход которого является выходом устройства. Каждый из указанных блоков содержит входной 25 усилитель, имеющий инвертирующий и неинвертирующий входы и подключенный выходом через ключ к одной обкладке конденсатора памяти, другая обкладка которого подключена к шине 30 нулевого потенциала, а также выходной усилитель. Инвертирующий и неинвертирующий блоки аналоговой памяти через определенный интервал времени фиксируют мгновенные значения входного сигнала, которые затем алгабраически сующруются и запоминаются в суммирующем блоке аналоговой памяти 21.Однако для реализации укаэанных функций требуются значительные аппаратурные затраты. В устройстве используется шесть усилителей и значительное число прецизионных резисторов.Недостатком устройства является также невысокая точность, обусловленная напряжением смещения и дрейфом нуля усилителей, входящих в блоки аналоговой памяти. Существенное влияние на точность устройства оказывает также погрешность подгонки отношения резисторов в инвертирующем и суммирующем блоках,а также температурные ь ээффициенты отношений сопротивлений. Кроме того, входное сопротивление устройства не превосходит входного сопротивления инвертирующего блока аналоговой памяти. Это при включении с реальнымиисточниками входных сигналов может приводить к дополнительным погрешностям.Цель изобретения - повышение точности устройства и его упрощение. 855737При переходе в режим выборки замыкаются ключи 5,9 и размыкаются 8,7,10. Ключ 9 подключает источник входного сигнала к неинвертирующему входу 3 усилителя 1. Конденсатор 11 заряжается до напряженияПоставленная цель достигается 5тем, что в аналоговое запоминающееустройство, содержащее усилитель,первый выход которого соединен через первый ключ с первым накопительным элементом, например, с одной изобкладок первого конденсатора и первым инвертирующим входом данногоусилителя, другая обкладка первогоконденсатора подключена к шине нулевого потенциала, второй накопитель-15ный элемент, например, второй конденсатор, одна из обкладок которого подключена к шине нулевого потенциала,введены второй, третий, четвертый,пятый и шестой ключи, причем второйвыход усилителя соединен черезвторой ключ с первым неинвертирующимвходом данного усилителя, второй инвертирующий вход которого подключенк другой обкладке второго конденсатора и через третий ключ к первомувыходу усилителя, второй неинвертирующий вход усилителя подключен к шине нулевого потенциала, первый неинвертирующий вход усилителя соединен через четвертый ключ с шиной ЗОнулевого потенциала, а через пятыйключ - со входом устройства, первыйинвертирующий вход усилителя соединенчерез шестой ключ с шиной нулевогопотенциала. 35На чертеже изображена функциональ, ная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит усилитель 1со входами 2 и 3 и выходом 4, ключи5-10, накопительные элементы, напри- щрмер конденсаторы 11 и 12, входы 1314 и выход 15 усилителя 1, вход 1 бустройства, шину 17 нулевого потенциала,Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии замкнутыключи 7,8,10 и разомкнуты ключи 4,6,9.На входе усилителя 1, представляющего собой дифференциально-диф- ЗОференциальный усилитель, присутствует нулевой потенциал. Напряжение навыходе 4 усилителя 1 и на конденсаторе 12, равноЪ"о К +Т Г+К оогде О , Оо - напряжения смещенияо фнуля усилителя по входам 2,3 и 13,14 соответственно;ОК и К - коэффициенты усилениянапряжения от входов2,3 и 13,14, соответственно к любому из выходов.65 В заданный момент времени это напряжение фиксируется на конденсаторе 11 путем раэмыкания ключа 5. Одновременно замыкается ключ 7,Напряжение,до которого заряжен конденса-, тор 11, определяется из выражения (2), При этом полагается, что Ох мгновенное значение входного напряжения в момент раэьыкания ключа 5,Далее происходит заряд конденсатора 12. Через некоторый точно фиксированный интервал времени ключи 7 и 9 размыкаются и замыкаются ключи б и 10. Напряжение, до которого заряжен конденсатор 12, определяетсяи ( 1( 49 (ЦЬх 0 о 4 МК Оо + г(М2где О - входное напряжение в момент размыкания ключа 7.После замыкания ключа 10 и быстрого разряда конденсатора 11 на выходе устройства присутствует напряжение) ц - (4)К 1 Сль ц, л ь 2,(,оф (+4После Юдстановки иэ (1) в (2) иО 1 из (2) в (3) получаем из (4) сучетом малого влияния Оои ООьа - Оех - 08 х (5)Это напряжение остается неизменным на,выходе устройства в течение всего режима хранения и может преобразоваться из аналоговой Форьы в цифровую, после чего осуществляется сброс. При сбросе замыкаются ключи 8,7,10 и размыкаются ключи 5,6,9,Далее работа устройства не отличается от описанной ранее. При переходе в режим хранения можно не замыкать ключ 10. Тогда на выходе устройства присутствует напряжение, равное мгновенному значению входного в момент раэьыкания ключа 7. Для извест-, ного устройства согласно выражению ОоЬьк, = +Оа 1 + 2(Оою+ / Опри 001 = 00% - ООЪ =+100 мВув худшемслучае Оо 1 500 мВ. Для предлагаемого устройства, как следует из (5), несущественен разброс коэффициентов, К( и К и нет необходимости применять точные резисторы для построения входных каскадов дифференциально-дифференциального усилителя, Достаточно потребовать, чтобы К и К имели достаточно большую величину.855737 Так. как напряжения Оц и О фик-. сированы через етрого определенный интервал времени, то выходное напряжение пропорционально скорости изменения входного сигнала. В устройстве отсутствуют точные резисторы и, соответственно, нет погрешностей, обусловленных отклонением их сопротивлений от номинальных значений. Входное сопротивление устройства может достигать весьма больших величин, что исключает появление погрешностей при подключении источников входных сигналов с большими внутренними сопротивлениями. Входные каскады усилителя можно выполнять на полевых транзистора.:, не опасаясь существенного влияния напряжений смещения нуля на точность устройства. В отличии от известного, содержащего шесть усилителей, предлагаемое устройство выполнено на одном дифференциально-дифференциальном усилителе, причем введение дополнительнсьй пары входов по аппаратурным затратам эквивалентно добавлению одного каскада.Предлагаемое устройство выгодно отличается от известного, так как облада% большей точностью, реализуется со значительно меньшими аппаратурными затратами. Аналоговое запоминающее устрЬйство, содержащее усилитель, первый 35 Вхдд 17 17 Составитель А. В Техред Л, Пекарь Погориляк едак Тираж 645 Государственного лам изобретений осква, Ж, Ра каз 6923 Подписное комитета СССР открытий ушская иаб., д. 4/"Пате г. Ужгород, ул. Проектная,4 илиал Формула изобретения выход которого соединен через первыйключ с первым накопительным элементом, например, с одной иэ обкладокпервого конденсатора и первым инвертирующим входом данного усилителя,другая обкладка первого конденсатораподключена к шине нулевого потенциала, второй накопительный элемент,например, второй конденсатор, одна .иэобкладок которого подключена к шиненулевого потенциала, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства и его упрощения, в него введены второй,третий, четвертый, пятый и шестойключи, причем второй выход усилителясоединен через второй ключ с первымнеинвертирующим входом данного усилителя, второй инвертирующий вход ко торого подключен к другой обкладкевторого конденсатора и через третийключ к первому выходу усилителя,второй неинвертирующий вход усилителя подключен к шине нулевого потенциала,первый неинвертирующий входусилителя соединен через четвертыйключ с шиной нулевого потенциала,ачерез пятый ключ - со входом устройства,первый инвертирующий вход усилителя соединен через шестой ключ с шиной нулевого потенциала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 586500, кл. 6 11 С 27/00, 1977.2. Авторское свидетельство СССРЮ 494769, кл. 6 11 С 27/00, 1974