Аналоговое запоминающее устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоцмалмстмческмкРеслублмк(51 М. Кп.з С 11 С 27/00 Государственный комитет СССР о делам изобретений и открытий(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к устройст вам автоматики и вычислительной техники, а именно к аналоговым запоминающим устройствам статического типа, и может быть использовано для запоминания аналогового сигнала в системах управления и информационных устройствах.Одной из основных характеристик устройств для запоминания аналоговых сигналов является точность в режиме хранения записанного сигнала, которая определяется скоростью изменения выходного напряжения.Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее входной операционный усилитель, выход которого подключен через нагрузочный элемент к шине нулевого потенциала, а через первый ключ к инвертирующему входу данного усилителя, накопительный элемент, например, конденсатор, одна обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, выходной операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, ключи и шину входного сигнала. При этом шина входного сигнала через второй ключ соединена с анвертирующим входом входного операционного усилителя и неинвертирующим входом выходного операционногоусилителя, выход которого через третий ключ подключен к другой обкладке конденсатора и неинвертирующемувходу входного операционного усилителя, выход которого соединен с инвертирующим входом выходного операционного усилителя 1.Недостатком известного устройства является низкая точность в режимехранения записанного сигнала,обусловленная разрядом запоминающегоконденсатора вследствие токов утечки коммутирующего ключа.Наиболее близким к предложенномупо технической сущности являетсяаналоговое запоминающее устройство,содержащее узел сравнения, первыйвход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом интегратора, выход которого является выходом устройства, а выходузла сравнения через усилитель соеди.25 нен с входом ключа. При этом выходключа подсоединен к входу интегратора, который включает в себя операционный усилитель и конденсатор,введенный в обратную связь. В режи ме хранения записанного сигналаключ разомкнут и напряжение на выходе интегратора равно напряжению нмомент размыкания ключа 2),Основным недостатком известногоустройства является его недостаточная точность в режиме хранения сигнала, что связано с изменением выходного напряжения, вызываемого разрядом конденсатора, вследствие наличия токов утечки ключа.Цель изобретения - повышение оточности устройства в режиме хранения сигнала путем снижения скорости изменения выходного напряжения тока при устранении влияния то,ков утечки. 5Поставленная цель достигаетсятем, что н аналоговое запоминающееустройство, содержащее интегратор,выход которого соединен с выходомустройства и с первым входом блокасравнения, усилитель, вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый ключ, вход которого подключен к выходу .усилителя, второйвход блока сравнения соединен с входом устройства, и шину нулевого потенциала, введены нелинейный эле-мент и второй ключ, входкоторогосоединен с выходом первого ключа ис входом нелинейного элемента, выходвторого ключа соединен с шиной нулевого потенциала, выход нелинейногоэлемента соединен с входом интегратора,На чертеже показана функциональная схема предложенного устройства. З 5Оно содержит блок сравнения 1,усилитель 2, ключи 3 и 4, нелинейный элемент 5, интегратор б и шинунулевого потенциала 7,Блок сравнения 1 может быть ныполнен в виде двух резисторов, включенных на входе усилителя 2, и ка-честве которого можно использоватьоперационный усилитель любого типа.Ключи 3 и 4 могут быть выполнены,например, на полевых или биполярныхтранзисторах. Нелинейный элемент 5включает в себя встречно-параллельносоединенные диоды. Интегратор б (каки в известном) может состоять из операционного усилителя и конденсатора,включенного в обратную связь, приэтом в качестве операционного усилителя можно испольэовать. усилителитипа К 544 УД 1 или К 140 УД 8.Устройство работает следующим образом.Входной сигнал подается на одиниз входов блока сравнения 1 и сравни"вается с сигналом обратной снязи,поступающим на другой вход с выходаинтегратора б. Сигнал рассогласования через усилитель 2 подается навход ключа 4. В зависимости от режима работы устройства на вход интегратора б через нелинейный элемент 5 6 подается сигнал либо с выхода ключа 3(режим записи сигнала), либо черезключ 4 с шины нулевого потенциала 7(режим хранения записанного сигнала) .В режиме записи сигнала ключ 3замкнут, ключ 4 разомкнут, сигнал свыхода ключа 3 через нелинейный элемент 5 поступает на вход интегратора б. При этом сигнал на выходе устройства становится равным входномусигналу за счет отрицательной обратной снязи с выхода интегратора б на,вход блока сравнения 1. В режиме записи сигнала падение напряжения надиодах нелинейного элемента 5 не сказывается на величине ныходног. напряжения за счет ныполнения усилителя 2с большим коэффициентом усиления,В режиме хранения записанного сигнала ключ 3 разомкнут, ключ 4 замкнут, а нход нелинейного элемента 5через ключ 4 соединен с шиной нулевого потенциала 7. Таким образом, токиутечки ключа 3 отводятся ключом 4на шину нулевого потенциала 7 и несказываются на напряжении нелинейного элемента 5. Напряжение нелинейного элемента 5 равно напряжению смещения на входе интегратора б и балансировкой его операционного усилителя может быть уменьшено до величины порядка единиц микровольт. Выходное напряжение запоминается равнымнапряжению в момент размыкания ключа 3. Ток разряда конденсатораобратной связи интегратора б определяется током, протекающим через нелинейный элемент 5, и следовательно,не зависит от токов утечки ключей3 и 4 и описывается выражениемОси3 3 о И - -1),где 3 - тепловой ток диода нелинейного элемента 5;1) - напряжение смещения на входе интегратора б;К - число последовательно включенных диодов;т - температурный потенциалдиодов.Как следует из приведенного выражения, с уменьшением напряжения смещения на входе интегратора б снижается ток разряда его конденсатора,вследствие чего уменьшается скоростьизменения выходного напряжения.При конкретной реализации макетапо предложенному техническому решению использовались кремниевые диодыД 223 Б, операционные усилителиК 140 УД 8 и ключи иа полевых транзисторах К 284 К 41. Для такой схемы с па 6 О раметрами 0 = 10 В, 3,= 10 л,У2,5 10 " В расчетнаявеличинатока, протекающего через диоды, была410А, что соответствует разрядузапоминающего конденсатора емкостью5 1 мкф на 24 мВ за 10 мин.905861 О Формула изобретения Составитель А. ВоронинТехред М. Тепер Корректор А. Гриценко Редактор К. Волощук Заказ 375/67 Тираж 623 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, существенные отличия новой совокупности признаков,заключающиеся в наличии нелинейногоэлемента и второго ключа и новыхсвязей, позволяют по сравнению с про.тотипом уменьшить более чем на порядок ток разряда конденсатора интегратора,Аналоговое запоминающее устройство, содержащее интегратор, выход ко"торого соединен с выходом устройства и с первым входом блока сравнения, 5 усилитель, вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый ключ, вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход блока сравнения соединен с входом устройства, ишину нулевого потенциала, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповьзаения точности устройства, в не-,го введенынелинейный элемент и второй ключ, вход которого соединен свыходом первого ключа и с входом нелинейного элемента, выход второгоключа соединен с шиной нулевого потенциала, .выход нелинейного элементасоединен с входом интегратора.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 546939, кл. С 11 С 27/00, 1977.2. Тетельбаум И.М. и др, 400 схемдля АВМ, М., Энергия, 1978,с. 126 (прототип).