Устройство для определения приращений аналогового сигнала

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1 128Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в различных устройствах аналогового назначения,Цель изобретения - повышение устойчивости устройства.На чертеже приведена схема устройства,Устройство содержит первую 1 и 2,вторую 3 и 4, третью 5 и б, четвертую 7 и 8, пятую 9 и 1 О, шестую 11.и 12, седьмую 13 и 14 и восьмую 15 и16 пары последовательно включенныхключей, мостовой ключ на ключах 1720, пять накопительных конденсаторов21 - 25, операционный усилитель 26и блок 27 управления, подключенныйк выходу генератора 28 импульсов.Блок 27 управления содержит триггера 29 и 30 и элементы И 31 и 32,соединенные между собой и с управляющими входами ключей 1-20 по приведенной схеме.Устройство работает следующимобразом.Сигналы от генератора 28 тактовыхимпульсов поступают на первые входыпервого 29 и.второго 30 триггеров,которые представляют собой тактируемые передним фронтом триггера, Пустьисходное состояние обоих триггеров29 и 30 соответствует состоянию логического нуля. Тогда на инверсномвыходе первого триггера существуетлогическая единица, которая поступает на второй (управляющий) входпервого триггера 29. С приходом первого тактового импульса в момент времени 1=0 первый триггер 29 (по переднему фронту первого тактового импульса) переходит в новое устойчивоесостояние и на его первом (прямом)выходе появляется логическая единица, В это время триггер 30 остаетсяв состоянии логического нуля, В этотмомент времени (С=О) на выходе первого элемента И 31 появляется управляющий импульс, равный по длительности тактовому импульсу с выхода генератора 28 импульсов. В это же времяна первом (прямом) выходе первоготриггера 29 существует импульс подлительности равный периоду следования импульсов с генератора 28 импульсов,Таким образом, в момент времени1=0 управляющие импульсы включаютключи 2, 5, 9,.12, 14, 15 4 и 7, а управляк)ипе имуьсь с 5)хО/( Тригера 29 - ключи 17 и 20, 11 ри этомпроисходит заряд через ключи 5, 7 и9, 12 запоминающих конденсаторов 22и 23 до входного напряжения, существуюцего на входе 33 в момент време -ни= О, т,е,Ц (О) = С П,(О);0 (О)=С П (О),где О - напряжение;С - емкость;Я - заряд.В это время запоминающий конденсатор 21 не заряжается, так как ключи 1 и 3 закрыты.В результате того, что ключи 17и 20 в это время также открыты, тосуществует следующее зарядное уравнение:С П, (0) = С,Б (0)В следующий момент времени С = 1по второму тактовому импульсу с выхода генератора 28 импульсов триггер 29 переходит в состояние логического нуля, а триггер 30 - в состоя"ние логической единицы, поэтому навыходе второго элемента И 32 появляется управляющий импульс. Управляющий импульс существует в это времяи на выходе триггера 30, По управляющему импульсу с выхода элементаИ 32 включаются ключи 1, 6, 1 О, 11,13, 16, 3 и 8, а по управляющему импульсу с триггера 30 - ключи 18 и 19.Остальные ключи при этом закрыты,При этом происходит заряд накопительного (запоминающего) конденсатора 21 через ключи 1 и 3, а также заряд накопительного конденсатора 24через ключи 3 и 16 до входного напряжения П(1), существующего в момент времени= 1 на входе 33 устройства, Это напряжение существуетна запоминающих конденсаторах 21 и24 до следующего тактового импульсас выхода генератора 28 импульсов,Заряд, существующий к моментуна конденсаторе 23, в моментс = 1 разряжается через ключи 1 О и 11на шину нулевого потенциала, В этовремя конденсатор 22, заряженный вмомент времени= О до напряженияП,(0), разряжается через ключи 6 и 8на инвертирующий вход операционногоусилителя 26, Причем, когда запоминающий конденсатор 22 разряжается,его обкладки так ориентированы (относительно момента времени, когдазапоминающий конденсатор 22 заряжа1288722 ется), что меняется их полярность на противоположную относительно полярности входного сигнала. Конденсатор24, заряжаясь до входного напряжения 11, (1), передает свой заряд на инвертирующий вход операционного усилителя 26 без изменения полярности ,входного сигнала -и без задержки, В это же время происходит перезарядконденсатора 25 от напряжения 11, (0), существующего в момент времени= О, до напряжения Б, (1), существующего в момент времени= 1 за счет того, что коммутация ключей 17 и 20, а затем ключей 18 и 19 приводит каждый 15 раз к подключению обкладок конденсатора 25, заряженных в каждый предыдущий момент таким образом, что они всегда ориентированы противоположной полярностью относительно напряжения, до которого этот конденсатор должен зарядиться в текущий момент времени, В соответствии с изложенным для момента времени 1 = 1 зарядное уравнение имеет види,(1)-С 11, (О)=С 1 (1)++СЦ, (О).Для момента времени С = 2 включаются ключи, которые включались в момент времени й = О. Происходит заряд и запоминание конденсатора 22 до напряжения П,(2), разряд конденсатора 24 на шину нулевого потенциала через ключи 14 и 15 и происходит разряд кондейсатора 21 ( с изменением полярности, как и для конденсатора 22), а также прямая передача заряда конденсатором 23 через ключи 9 и 12 на инвертирующий вход операционного усилителя 26 и перезаряд конденсатора 25 через ключи 17 и 20, Таким образом, для момента времени й2 соответствует следующее зарядное уравнение:Съ 3, (2)-С, 3(1)= С П (2)++Си,(1). хБ, (п) -П(п - 1),5 Из полученного выражения видно,что выходное напряжение, существующеев каждый 1-й момент времени на выходе 34, определяет приращение входного напряжения. Причем третье слагае 10 мое Б (п), входящее в это выражение, исключает накопление заряда наконденсаторе 25, что повышает точность определения приращения входного напряжения. Устройство для опр".деления приращений аналогового сигнала, сод"ржа щее мостовой ключ, в одну диагональкоторого включен первый накопительный конденсатор, а другая диагональвключена между выходом устройства иинвертирующим входом операционногоусилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход является выходомустройства, первый и второй триггеры и первый и второй элементы И, одни входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов, а другие подсоединены к первымвыходам соответственно первого и второго триггеров, к которым попарно 35 подключены управляющие входы ключейпротивоположных плеч мостового ключа,второй, третий, четвертый и пятыйнакопительные конденсаторы, первую,вторую, третью, четвертую, пятую, 40 шестую, седьмую и восьмую пары последовательно соединенных ключей, первые входы обоих триггеров объединеныи соединены с выходом генератора импульсов, первый выход первого триг гера подключен к второму входу второго триггера, а второй выход первого триггера соединен с его вторымвходом, второй, третий, четвертыйи пятый накопительные конденсаторывключены между общими выводами ключей соответственно первой и второй,третьей и четвертой, пятой и шестой,седьмой и восьмой пар, свободные информационные выводы первых ключейвторой и четвертой пар и вторых ключей первой и третьей пар соединены сшиной нулевого потенциала, а свободные информационные выводы вторых Далее процесс повторяется, Еслипредположить, что Сю Са С з Саа С) то для и-го момента времени приращение напряжения определяется какС, и, (и) -С, и, (и) =СЦ, (и)++СЦ,(.-1). Тогда выходное напряжение на выходе 34 определяется С Г,Б (п)= - -Ь, (и)- - х Формула изобретения1288722 тор Л,Пнлипенк К Техред К.Кодаи Редактор Н.Бобк Тираж 694 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 35Москва, Ж, РаушскПодписномитета СССР 9 Зак ткрытийнаб д. 4 нно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная Производ ключей второй, четвертой, шестой и восьмой пар подключены к инвертнрующеку входу операционного усилителя, свободный информационный вывод первого ключа седьмой пары соединен с 5 входом устройства, управляющие входы первого и второго ключей шестой пары подсоединены соответственно к выводам второго и первого элементов И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,Ю с целью повышения устойчивости, в нем свободные информационные выводы первых ключей первой, третьей и пятой пар подключены к входу устройства, свободные информационные выводыпервых ключей шестой н восьмой пари вторых ключей пятой и седьмой парсоединены с шиной нулевого потенциала, управляющие входы первых ключейпервой, второй шестой и седьмойпар н вторых ключей третьей, четвертой, пятой и восьмой пар подключенык выходу второго элемента И, а управляющие входы первых ключей третьей,четвертой, пятой и восьмой пар ивторых ключей первой, второй, шестойи седьмой пар - к выходу первогоэлемента И.