Аналоговое запоминающее устройство

О ВИА-Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соаетскик Соцналнстнческик Республик(22) Заявлено 15.08. 78 (21) 2656735/18-24С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ЗаЯВКИ Нов(23) Приоритет -Опубликовано 300780. Бюллетень Мо 28 р)у)( 3 611 С 27/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(088. 8) Дата опубликования описания 030880 Ю.И,Дзибалов, А.И.Копотилов, М.Г.Литвиненко, А.Т.Лукьянови В. И. Щербак(7 1 ) За яв итель Казахский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. С,М.Кирова(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к аналоговой технике и предназначено для использования в точных аналоговых вычислительных и измерительных устрой 5 ствах в различных областях науки и техники.Известны схемы выборки и хранения, построенные на операционных усилителях (ОУ), в которых применяются для повышения точности передачи уровня различные методы коррекции нуля.Простейшая схема ручной коррекции осуществляется с помощью регулировки делителя напряжения, подключенного к специальным клеммам балан сировки нуля ОУ 1) . Однако величина смещения нулевого уровня испытывает дрейф во времени при изменении напряжения питания, 20 сигнала и температуры Предлагаемая схема статической. коррекции не в состоянии продолжительно обеспечивать точность коррекции нуля.Известна также схема коррекции 25 нуля, в которой предпринята попытка обойти недостатки статического метода, Коррекцию производят путем подключения к инвертирующему входу основного ОУ второго ОУ, напряжение. фо смещения нуля и дрейф которого согласован с аналогичными параметрамиосновного ОУ 2 . Реализация предложенной схемы сопряжена с трудностями отбора ОУ поблизким характеристикам,Наиболее близким иэ известных .потехнической сущности является устройство выборки и хранения, котороевыполнено в виде интегральной схемы (ИС) и представляет собой неинвертирующую схему с единичным усилением, состоящую из двух высокоимпедансных входного и выходного буферных усилителей, соединенных с помо"щью мостового диодного переключателя 3) .Диодный мостовой переключательобеспечивает высокую точность зарядапотенциометрического конденсатора,но имеет малый ток заряда. Поэтомув схему включен для Форсированногозаряда потенциометрического конденсатора дополнительный усилитель.,Этот усилитель форсированного зарядаотрабатывает разность между выходными напряжениями двух буферных усилителей схемы. Когда это раэностноенапряжение превышает определенныйуровень, усилитель форсированногозаряда включается и формирует насвоем выходе вытекающий и втекающийток для перезаряда потенциометрического конденсатора, Как только напряжение на этом конденсаторе достигнетсвоего конечного значения, усилитель форсированного заряда выключается и процесс окончательного зарядаконденсатора завершается током диодной мостовой схемы..Элементов для автоматической дианамической коррекции в ИС не предусмотрено, но имеются выводы для еепроведения. Таким образом с помощьювнешних дополнительных элементов можно осуществлять коррекцию нулевогоуровня, например по ранее описанномуметоду,Применявшийся изготовителями методкоррекции нуля на стабилитронах прииспытании дал значение максимальнойошибки установки уровня нуля 12,5 мВ и величину температурного дрейфа нуля 20 мкВ/"С,Основным недостатком схемных решений повышения прецизионности впрототипе и аналогах является отсутствие в схемах элементов для компенсации ошибки в передаче уровня приего выборке, возникающей из-за при"близительно единичного коэффициентабуферных усилителей в схемах выборки и хранения.Целью настоящего изобретения является повышение точности и быстродействия устройства за счет коррекции нулевого уровня напряжения икомпенсации ошибки передачи напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала, другая обкладка конденсатора соединена с выходами первого и второго ключей, первый и второй усилители, выходы которых соединены соответственно со входами первого и второго ключей, третий усилитель, выход которого соединен с выходом устройства, вход второго усилителя соединен со входом устройства, введены третий и четвертый ключи, первый и второй пассивные элементы, соединенные через третий ключ по схеме делителя напряжения, причем один из выводов первого пассивного элемента соединен с другой обкладкой конденсатора и первым входом третьего ключа, другой вывод первого пассивного элемента соединен со входом третьего усилителя и выходом третьего ключа, второй вход которого соединен с первым выводом второго пассивного элемента, второй вывод второго пассивного элемента подключен к его третьему выводу и шине нулевого потенциала, второй вход третьего ключа соединен с первым входомчетвертого ключа, второй вход которого соединен со входом устройства.выход четвертого ключа соединен совходом первого усилителя,5 На чертеже изображена функциональная схема предложенного устройства.Оно содержит усилители 1, 2 и 3,ключи 4-7, накопительный элемент,О например конденсатор 8, первый пассивный элемент 9, второй пассивныйэлемент 10, динамический корректор11 нулевого уровня третьего усилителя 3, статический корректор 1215 нулевого уровня второго усилителя 2,ключ 13 усилителя 3, ключ 14 усилителя 1, ключ 15, интегратор 16 иполевой транзистор 17 усилителя 3.Устройство работает следующим образом.Из режима хранения устройство переводится в режим форсированного заряда конденсатора 8 и коррекции нуля. При этом замыкаются контакты ключей 5 и 15, а также ключей 6, 7, 13и 14, Напряжение Ос поступает на усилитель 3 и через ключ 5 на конденсатор 8 и на делитель напряжения, состоящий из элементов 9, 10 и ключа 6.Часть напряжения сигнала Ос посту 30 пит на вход усилителей 1 и 3, переведенных ключами 14 и 13 в режимусиления с коэффициентом В/ВОдновременно, замкнутая через ключ15, интегратор 16 и полевой транзис 35 тор 17, петля обратной связи осуществляет отстройку нулевого уровня усилителей 3, 2 и 1 с учетом напряженияс делителя напряжения, образованногоэлементами 9, 6 и 10.4 О С окончанием режима форсированного заряда конденсатора 8 и коррекциинуля ключи 5-7, 13-15 переключаютсяв нормальное состояние, а ключ 4 замыкается. При этом усилители 3 и 1переводятся в режим с коэффициентом45 усиления ц 1", делитель напряжения,образованный элементами 9, 6 и 10,исключается из схемы, а найденноенапряжение коррекции хранится до следукщег периода в интеграторе 16.Этими переключениями устройство переводится в режим прецизионной выборкизаряда конденсатора 8 через скорректированный усилитель 1.По окончании прецизионного заряда55 конденсатора 8 устройство размыканием ключа 4 переводится в режим хранения уровня. В это время скорректированный усилитель 3 может прецизионнопередавать хранимый уровень для даль-,нейшего использования.Возвращение устройства в режимкоррекции нуля .соответствует началуочередного периода - режим форсированного заряда конденсаторов и кор 65 рекции, режим прецизионной выборки1 О 20 заряда, конденсатора 8 режим хранения и т д11 ридание новых функций известным усилителю форсированного заряда и элементам динамической коррекции нулевого уровня путем введения делителя напряжения образованного, элементами 9, б и 10 с регулируемым питанием,создающегося на время коррекции и исключающегося из схемы устройства в остальных режимах, позволяет производить простую подстройку нулевого уровня с учетом начального смещения нуля в усилителях и интеграторах, дрейф его величины во времени и ошибки, вносимой реальным усилителем при"повторении уровня напряжения сигнала. В результате повышается прецизионность точность) работы схемы устройства выборки и хранения, а также ее быстродействие. Формула изобретения Аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, 25 например конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала, другая обкладка конденсатора соединена с выходами первого и второго ключей, первый и второй 30 усилители, выходы которых соединены соответственно со входами первого и второго ключей, третий уселитель,выход которого соединен с выходом устройства, вход второго усилителя соединен З 5 со входом устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействияустройства за счет коррекции нулевого уровня напряжения и компенсацииошибки передачи напряжения, в неговведены третий и четвертый ключи,первый и второй пассивные элементы,соединенные через третий ключ посхеме делителя напряжения, причемодин из выводов первого пассивногоэлемента соединен с другой обкладкой конденсатора и первым входомтретьего ключа, другой вывод перво"го пассивного элемента соединен совходом третьего усилителя и выходомтретьего ключа, второй вход которого соединен с первым выводом второго пассивного элемента, второй выводвторого пассивного элемента подключен к его третьему выводу и шине нулевого потенциала, второй вход третьего ключа соединен с первым входомчетвертого ключа, второй вход которого соединен со входом устройства, выход четвертого ключа соединенсо входом первого усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рутковски Дж. Интегральныеоперационные усилители. М., "Мир",1978 е с. 72. 2. "Электроника", 1972, Р 7,с. 58.3. "Электроника", 1977, 9 21,с. 7 б (прототип),752495 Составитель А.Ворон ктор И.Ковальчук Техред Н. Бабурка Корректор М. Шароши аказ 4775 2 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 662 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РаушскПодписноекомитета СССРи открытийя наб., д. 4/5