Блок аналоговой памяти

Союз СоаетскиСоциалистическиРеспублик ИДЕТЕ ЛЬСТВУ РСКО Кпо данам изобретений н открытий(72) Авторы изобретеии И, Г. Вагнер и В. М, Сидоро Новосибирский электротехнический институ(71) Заявител БЛОК АНАЛОГОВОЙ ПАМЯТ 5 На фиг. ства; на фи тика записи ного запоми щим считыв ная характе вателя напр 1 приведена б , 2 - качеств -считывания, нающего элеме анием; на фиг ристика нелин яжений. лок-схема устрой енная характерис например магнит нта с неразрушаю , 3 - качествен ейного преобразо Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки аналоговой информации, устройствах автоматики, измерительной и вычислительной техники.Известен блок аналоговой памяти, содержащий запоминающий элемент с неразрушающим считыванием информации, элемент сравнения, усилитель, схему коррекций 1.Однако низкое быстродействие значительно ограничивает область применения известного блока памяти. оНаиболее близким из известных по технической сущности является блок аналоговой памяти, содержащий запоминающий элемент с неразрушающим считыванием информации, схему сравнения, усилитель ошибки, схему коррекции, выполненную в виде пропорционально-интегрирующего звена и обеспечивающую устойчивость работы всего устройства, устройство считывания информации, в котором выход устройства считывания подключен к вычитающему входу схемы сравне о ния, суммирующий вход которой подключен к выходу источника записываемой аналоговой величины, а выход - ко входу усилителя ошибки, выход которого подключен ко входу схемы коррекции, выход которой подключен ко входу запоминающего элемента, выход которого подключен ко входу устройства считывания 2,Цель изобретения - повышение быстродействия.Г 1 оставленная цель достигается тем, что в блок аналоговой памяти, содержащий последовательно соединенные элемент сравнения, усилитель ошибки, запоминающий элемент с неразрушающим считыванием информации и усилитель считывания, выход которого соединен с выходом блока памяти и первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен ко входу блока памяти, введен нелинейный преобразователь напряжений, вход которого соединен с выходом усилителя ошибки, а выход -с третьим входом элемента сравнения.Блок памяти содержит элемент 1 сравнения, усилитель 2 ошибки, нелинейный преобразователь 3 напряжений, запоминающий элемент 4 (с неразрушающим считыванием информации), усилитель 5 считывания,Блок памяти работает следующим образом.При поступлении некоторого значения входной аналоговой величины Хбх = Хвх которое необходимо запомнить с заданной точностью, вначале осуществляется неразрушающее считывание информации с запоминающего элемента 4 с целью определения его состояния, которое к данному моменту времени может быть произвольным, что зависит от аналоговой информации, записанной в нем в предыдущем процессе работы, и осуществляется фиксация считанной аналоговой величины Хвь,х в усилителе 5 считывания на время выключения сигнала считывания и включения сигнала записи. Необходимость фиксации объясняется недопустимостью одновременного воздействия сигналов записи и считывания для существующих запоминающих элементов либо из-за взаимовлияния этих сигналов, например в магнитных запоминающих элементах, либо из-за того, что сигналы записи и считывания подаются на одну и ту же цепь, например в запоминающих элементах на сегнетоэлектриках или МНОП-транзисторах. Таким образом, такты записи и считывания разнесены во времени.Предположим, что состояние запоминающего элемента соответствует нулевому значению входной аналоговой величины Хвх= О, записанной в нем ранее, Пусть усилитель 2 ошибки имеет коэффициент усиления равный единице.Одним из основных требований, предьявляемых к аналоговым элементам памяти, является линейная зависимость записываемой входной Хвх и считываемой выходной Х вы, аналоговых величин, причем в большинстве случаев требуется равенство этих величин Хвх = Хвьв, что графически отражается линией А (фиг. 2).Представим, что в схеме отсутствует преобразователь 3. В этом случае элемент 1 сравнения сравнивает значения входной аналоговой величины Ха =Хвх и выходной аналоговой величины Хвьд = 0 и выделяет сигнал ошибки ЬХ, определяемый их разностью, т. е. ЬХ = Хвх 1 - Хвьи, который подается на вход усилителя ошибки 2, имеющий коэффициент усиления равный единице. Следовательно, выходной сигнал усилителя 2 ошибки Х 5 п, который является сигналом записи для запоминающего элемента 4, будет равен значению входной аналоговой величины Хвх т, е. Хзп 1 = Хвх.Запись этой величины в запоминающий элемент 4, обладающий нелинейной характеристикой записи-считывания (кривая В фиг, 2), приводит к тому, что при дальней 5 1 о 15 26 25 30 35 ао 45 шем считывании информации, усилитель 5 считывания формирует значение выходной аналоговой величины, равной Х вых, значительно отличающееся от записываемой величины ХвхЕсли же использовать преобразователь 3, который способствовал бы формированию сигнала Хзд = Хзпа (фиг. 2), то после записи этого сигнала на запоминающий элемент 4 при дальнейшем считывании информации усилитель 5 считывания формирует значение выходной аналоговой величины равное Х вьц, , совпадающее со значением записываемой входной величины Хвх т. е. Хвх = Хбы.принцип действия блока верный при любых значениях входной аналоговой величины Х вх в диапазоне ее изменения.Характеристика преобразователя 3 может быть получена графическим способом при задании различных значений Хе (фиг. 2), либо аналитическим способом следующим образом. Характеристика записи-считывания запоминающего элемента 4 может быть записана аналитически как нелинейная зависимость Хвоях =1 (,Хзп ). Если в качестве независимой переменной взять величину Х вью, а в качестве Зависимой переменной взять величину Хзп, то зависимость Хэп = фХвьк) отражает инверсную характеристику записи-считывания.Характеристика преобразователя 3 определяется разностью инверсной характеристики записи-считывания запоминающего элемента 4 и выходной величины, т. е. где Х щ - выходной сигнал нелинейногофункционального преобразователя 3 (фиг. 3).Если состояние запоминающего элемента 4 является не нулевым, то Хвых = 0 и эту величину необходимо учесть при анализе принципа работы устройства, который остается таким же. Причем вид характеристики преобразователя 3 не зависит от исходного состояния запоминающего элемента 4.В случае идеальной настройки преобразователя 3 и усилителя ошибки 2 для записи значения входной аналоговой величины Хвх потребуется всего один цикл работы устройства, состоящий из одного такта неразрушающего считывания информации и одного такта записи информации в запоминающий элемент 4, что свидетельствует о высоком быстродействии, причем время записи не изменяется при записи величины Хвх различного уровня.Из-за невозможности идеальной настройки преобразователя 3 и усилителя 2 ошибки, из-за возможных отклонений параметров схемы во время работы, после первого цикла работы блока вновь возникает сигнал ошибки ЬХ, для уменьшения. которого до требуемого уровня необходимо еще несколько циклов работы блока. При этом общее число циклов работы блока, определяющее его быстродействие, определяется точностью настройки элементов блока и требуемой точностью записи аналоговой величины Ху.Данный блок представляет собой импульсную нелинейную следящую систему 0 статического типа, в которой линеаризация характеристики записи-считывания осуществляется за счет использования нелинейного преобразователя 3.В известных же блоках линеаризация характеристики записи-считывания осуществляется выбором достаточно большого коэф-. фициента усиления усилителя ошибки, при котором блок, как правило, становится неустойчивым. Для обеспечения устойчивости используются различные схемы коррекции, го например пропорционально-интегрирующее звено и т. д,Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что устойчивость обеспечивается при сравнительно больших значениях постоянных времени схем коррекции, а это, в свою очередь, приводит к значительному увеличению времени записи аналоговой величины, в течение которого блок совершает несколько десятков и даже сотен циклов работы, каждый из которых зо состоит из такта неразрушающего считывания информации и такта записи в запоминающий элемент. При этом требуемое количество циклов работы существенно зависит от уровня записываемой аналоговой величины.Таким образом, предлагаемый блок памяти обладает значительно большим быстродействием, а также отсутствием зависимости времени записи от уровня записываемой аналоговой величины.Формула изобретенияБлок аналоговой памяти, содержащий последовательно соединенные элемент срав- нения, усилитель ошибки, запоминающий элемент с неразрушающим считыванием информации и усилитель считывания, выход которого соединен с выходом блока памяти и первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен ко входу блока памяти, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия блока памяти, в него введен нелинейный преобразователь напряжений, вход которого соединен с выходом усилителя ошибки, а выход - с третьим входом элемента сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент Японии44-12984,кл. 97/8/ Р 1 11.06.69.2. ЛЕЕЕ 1 гапзас 6 опз оп аи 1 ота 11 с соп 1 го 1 1969, арп 12, чо 1 АС(прототип).734814 Хм Х их 2 г,2 А. Воронинфрич Корректор Г. РешетниПодписное ЦНИИПИ Гопо делам113035, Москва илиал ПЛП Па ударствен ного изобретений Ж - 35, Рауш ент, г. Ужгор 4/5 тнаяРедактор М. НедолуженкЗаказ 2234/ 6 Составитехред К. Шираж 662 комитета ССи открытийская наб.,д, ул. Прое