Устройство выборки-хранения

СОЮЗ СОВЕТСНИХсоциллистичеснихРЕСГЪБЛИН 19) ( 1)5 С 11 С 27( ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ПКРЫТИЯРи ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский институт электроннойтехники(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в интегральных схемах входныхустройств в цифровой обработке аналоговой информации, Цель изобретения - повьшение частоты дис.кретизации аналогового сигнала. Поставленная цель достигается за счет введения элемента 2 ИЛИ-НЕ 4 и инвертирующего элемента 5 задержки, что обеспечивает уменьшение времени записивходной аналоговой информации внакопительный элемент 2 до минимальной величины, определяемой задержкой (элементом 5). При минимальномвремени хранения, достаточном дляобработки информации при помощиАЦП, частота дискретизации можетбыть увеличена почти в два раза посравнению с прототипом, 4 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в интегральных схемах входных устройств цифровой обработки5аналоговой информации,Цель изобретения - повьппение частоты дискретизации аналогового сигнала.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 диаграмма работы устройства; нафиг, 3 - конкретный пример реализации элемента задержки и элемента2 ИЛИ-НЕ; на фиг. 4 - конкретный пример реализации ключевого элементаи формирователя управляющих импульсов.Устройство содержит. ключевой элемент 1 на диодном мосте, накопительный элемент 2 на конденсаторе, формирователь 3 управляю"прх импульсов,элемент 2 ИЛИ-НЕ 4, инвертирующийэлемент 5 задержки, тактовый вход6 устройства. 25Устройство работает следующим обра.зом.Тактовый сигнал поступает одновременно на один из входов элементов4 и 5. На выходе элемента 4 появятсябиполярные импульсы, привязанные кфронту тактового сигнала, длительность которых Т определяется временем задержки сигнала по одному извходов Под воздействием сигналов35элемента 4 формирователь 3 вырабатывает управляющие сигналы, переводящие элемент 1 в открытое или закрытое состояние, Элемент находится воткрытом состоянии в течение времени равного длительности задержкиФэлемента 5, в закрытом состояниив течение оставшегося от периодавремени, Для обеспечения полногозаряда элемента 2 необходимо, чтобыдлительность управляющих импульсовформирователя 3 превьппала время заряда элемента 2.Дополнительные возможности появляются при использовании в устройстве вместо обычного инвертирующегоэлемента 5 регулируемой задержки.Элемент 4 вьп 1 олнен на. основе нормально открьггых нолевых транзисторов с затвором Шотки на основе арсе 55нида галлия и содержит транзисторы7-17 диоды 18-38, сопротивления39-40, В исходном состоянии транзисторы 16, 7 и 11 закрьггы, транзисторы 12 и 6 открьггы, В момент прихода тактового сигнала дискретизации, который изменяется от логической "1" до логического "0", транзистор 12 запирается, потенциал на аноде диода 18.понижается быстрее, чем на его катоде, В результате диод 18 запирается, Суммарная емкость С, включающая емкость металлиэации и входную емкость транзистора 7, разряжается током транзистора 6 и после ее разряда происходит переключение логического инвертора на базе транзисторов 7 и 8, Изменяя напряжение на затворе транзистора 6, можно менять ток разряда суммарной емкости С и тем самым плавно изменять момент переключения логического инвертора на основе транзисторов 7 и 8. Под действием сигнала логической единицы, задержанной с помощью элемента задержки, транзистор 11 откроется. В течение времени Т (на которое задержан сигнал в инверторе на базе транзисторов 7 и 8) транзисторы 11 и 10 одновременно закрьггы, и на их объединенных стоках высокий потенциал, Длительность этого короткого импульса составляетС( 17 пво )СТ1где Т - величина тока транзистора б;С - суммарная емкость подключенная к стоку транзистора 6;11 11 р1 Г - напряжение л огич ескоиЧ - величина логического переперпапа,Величина тока Т= 2 + 3 мА зависит от ширины транзистора и можетрегулироьаться напряжением на затворе транзистора 6, Суммарная емкостьв интегральном выполнении устройстване превьппает 0,2+0,3 пф, а разницамежду величиной логической едижцыи величиной перепада для логическихэлементов на основе нормально-открытых транзисторов на арсениде, галлия равна 1 В Тогда длительностьсформированного импульса составляетвеличину 100 пс,Время заряда элемента 2 через сонгр отивл ение диод ног о моста,фиг . 3)с ос тавля ет= (Р + К)С,где В = 25 0 м - волновое сопротивОление тракта исследуемого сигнала 9161К - сопротивление диодовмоста;С Н - емкость конденсаторанакопительного элемента.В интегральных схемах на арсениде галлия величина сопротивления базы диодов Шотки может составлять величину 10-30 Ом, а емкость накопительного конденсатора 0,1-0,3 пФ, Тогда время заряда накопительного конденсатора составит величину, равную 1,0-10 пс, что позволит за время Т обеспечить полный заряд элемента 2.Таким образом, в ИМС УВХ на арсе- ниде галлия при полном заряде элемента 2 частота дискретизации определяется в основном временем хранения аналоговой информации, При минимальном времени хранения, достаточном для обработки информации при помощи АЦП, частота дискретизации может быть увеличена почти в два раза по сравнению с известным устройством,Формула изобретенияУстройство выборки-хранения, содержащее накопительный элемент на 2324 6конденсаторе, формирователь управляющих импульсов, ключевой элементвыполненный на диодном мосте, информационный вход и выход ключевого 5элемента являются соответственноинформационными входом и выходомустройства, прямой и инверсный выходы формирователя управляющих сигналов подключены соответственно кпервому и второму входам управлениярежимом ключевого элемента, первыйи второй выводы конденсатора накопительного элемента подключены соответственно к информационному выходуи шине нулевого потенциала устройства,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения частоты дискретизации аналогогого сигнала, в него вве дены элемент 2 ИЛИ-НЕ и инвертирующийэлемент задержки, выход которого подключен к первому вхоцу элемента 2 ИПИНЕ, второй вход которого подключенк входу инвертирующего элемента за держки и является тактовым входомустройства, прямой и инверсный выходыэлемента 2 ИПИ-НЕ подкпючены соответственно к первому и второму входамзапуска формирователя управляющих 30 импул ьс овоставитель А. Ершоваехред М.Дидык го комитета по изобретениям 5, Москва, Ж, Раушская на Подписноеткрытиям при ГКНТ СССРд. 4/5