Аналоговое запоминающее устрой-ctbo

Союз СоеетскнхСоцнапнстнческнхРеспублнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 809390(51)М. Кл. Я 11 С 27/00 с присоединением заявки М ГОеудэрстеаннма кемнтет СССР лв делам нзебретеннй н отхрмтнй.327.66 (088,8) Дата опубликования описания 03,03.81(72) Авторы изобретения В, Н, Осипов и Л, А. Дубицкий С 6;Й 1(фф;. ; 14ЕЮц,:Ъ Львовский ордена Ленина политехйический и стйтуФХНЧ,91,д Яя нФф(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении помехозащищенных аналоговых и аналого-цифровых систем.Известно аналоговое запоминающее устройство, обеспечивающее запоминание информационного сигнала при воздействии помех 11Однако с;э характеризуется недостаточно высокой помехоустойчивостью и н.изкой точностью,Известно также аналоговое запоминающее устройство, обладающее высокой точностью 12, Однако оно не является помех оуст ойч ивым.Наиболее близким к предлагаемому15 является устройство, которое содержит основной усилитель дополнительный усилитель подключенный инвертирующим входом через резистор к выходу основного20 усилителя, а выходом - через резистор к инвертируюшему входу дополнительного усилителя и через ключ к неинвертирующему входу дополнительного усилителя и инвертирующему входу основного усилителя, подключенного неинвертирующимвходом через ключ к источнику входныхсигналов. В режиме выборки замкнуты ключи, подключающие неинвертирующий вход основного усилителя к источнику входных сигналов, и его выход к конденсатору памяти. Ключ, соединяющий неинвертирующий вход основного усилителя с выходом дополнительногоразомкнут. Конденсатор памяти заряжается до напряжения, соответствующего входному, При переходе в режим хранения состояние всех ключей изменяется на противоположное, и на выходе устройства воспроизводится мгновенное значение напряжения, присутствовавщего на входе в момент переключения ключей Г 33.В режиме выборки входной сигнал подается на вход основного усилителя, включенного по неинвертирующей схеме. Вход устройства несимметричен и чувствителенк наведенным помехам. Напряжение помехи фиксируется на конденсаторе памяти иприсутствует на выходе устройства в режиме хранения. Это не позволяет в полной мере использовать высокие метрологические свойства схемы, в особенностипри работе со входными сигналами низкого уровня.Цель изобретения - повышение помехрустойчивости устройства.Поставленная цель достигается,тем,что в аналоговое запоминающее устройство, содержашее основной усилитель, первый неинвертируюший вход которого соединен через первый ключ с одним из входов устройства и через второй ключ свыходом устройства и выходом дополнивтельного усилителя, неинвертируюшийвход дополнительного усилителя соединенс накопительным элементом, например, содной из обкладок конденсатора и первыминвертируюшим входом основного усилителя, другая обкладка конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала, выход основного усилителя через третийключ соединен с неинвертирующим входомдоноднительного усилителя, инвертируюший вход которого подключен через пассивный элемент к выходу основного усилителя, введены четвертый и пятый ключи,причем второй инвертируюший вход основного усилителя через четвертый ключсоединен с другим входом устройства ичерез пятый ключ - с шиной нулевого потенциала и вторым неинвертируюшим входом основного усилителя,На чертеже представлена функциональная схема аналогового запоминаюшегоустройства,Устройство содержит основной усилитель 1, дополнительный усилитель 2,подключенный инвертируюшим входом через пассивный элемент, например резистор 3, к выходу 4 основного усилителя1, а выходом 5 через пассивный элемент,например резистор 6, - к инвертирующемувходу дополнительного усилителя 2 и через ключ 7 - к первому неинтервируюшему входу 8 основного усилителя 1, выход 4 которого через ключ 9 подключенк накопительному элементу, напримерконденсатору 10, неинвертирующему входу дополнительного усилителя, 2 и первому инвертирующему входу 11.основногоусилителя 1, подключенного первым неинвертируюшим входом 8 через ключ 12 кпервому входу устройства 13. Второйнеиивертирующий вход 1 5 основногоусилителя 1 подключен к шине нулевого0390 4потенциала, а второй инвертируюший 14 -через ключи 16 и 17 ко второму входуустройства 18 и к шине нулевого потенциала. Выходом устройства является выход 5 дополнительного усилителя 2.Устройство работает в двух режимах,В режиме выборки замкнуты ключи 9,12 и 16 и разомкнуты 7 и 17. Входное дифференциальное напряжение, присутствующее между зажимами 13 и 18 подается на входы. 8 и 14 основногоусилителя. Основной усилитель, представляюший собой по конфигурации дифференциально-дифференциальный усилитель, призамкнутом ключе 9 охвачен отрицательной обратной связью и является повторителем напряжения на его выходе Оотносительно шины нулевого потенциалаФ ) " Ц - 2 - ,1 ВХ 01 1 К 02 1+К 2 й20 35 1+ с011+К1 1 55 Где- коэффициент передачи дополнительного усилителя 2 в инвертируюшем включении, примерно равный где О- входное дифференциальноенапряжение;К - коэффицнент усиления диф ференциального .напряженияот входов 8 и 14 к выходу 4- коэффициент усиления дифференциального напряжения 30от входов 15 и .11 к выходу 4;О ,О - напряжения смещения нуляосновного усилителя по входам 8, 14 и 15, 11 соответственно с учетом синфазных ошибок в режиме выборки.Конденсатор 10, подключенный к выходу4 основного усилителя 1, также заряжается в режиме выборки до напряжения О 40При переходе в режим хранения размыкаются ключи 12, 16 и 9 и замыкаютсяключ 17, подключающий вход 14 основного усилителя 1 к шине нулевого потенциала, и ключ 7, замыкающий цепь обшей обратной связи. Напряжение О запоминается на конденсаторе памяти 10.В режиме хранения на выходе устройства присутствует постоянное напряжение, амадее их при- давля- можициенты п о упростить отношению сопротивлений резисторов 6 и 3;Оо - напряжение смешения нулядополнительного усилителя с учетом синфазных ошибок;О о - напряжения смешения нуля 01 02основного усилителя по входам 8, 14 и 15, 11 соответственно с учетом синфазных .ошибок в режиме хранения,Поскольку напряжение между входами 15 и 11 при переходе в режим хранения не изменяется, го ОО 2 - ОО 2 . Подставляя значение 0 из (1) в (2), после несложных преобразований получаем О + " +О)+ К ЬХ Ю 1+К И. 1+К, 02 НДК -2 - О +О 81 КФО 8+1 1+КО 8 Х 011+3 ЪК, 1+К, 011 ЬК в , к,ир и,В, ВСНЧЕ" 1 (6+) к 1К и- ОЭ 1 РК Из (3) следует, чтоведенные к выходу усются при 9 =1 00раз, а Оо -вКно не учитывать. Коэи Уо. близки к 1.Формулу (3) мож 6В предлагаемом устройстве напряжения смещения нуля усилителей, а также синфазные напряжения на входах 18 и 11 основного усилителя и на входах дополнительного усилителя эффективно подавляются. Применение во входных каскадах усилителя полевых или МОП-транзисторов приводит к увеличению напряжения смешения нуля и его дрейфу. Как правилс это снижает точность устройства,в котором используется подобный усилитель; В предлагаемом устройстве возможно применение неподобранных пар полевых или МОП-транзисторов во входных каскадах основного 1 и дополнительного 2 усилителей практически без ухудшения точности, что позволяет максимальноувеличить входное сопротивление устрой.ства, уменьшить токи разряда конденсагора памяти в режиме хранения.Погрешность передачи входного дифференциального напряжения, как следует из (4), равна:.",:.".д- . О% (ь) к кр Даже при относительно малых К,2 и К.,и большом разбросе их значений устройство обеспечивает высокую точность. Например, пусть К=90, К,2=100, 9 =1.Тогда погрешность о- по формуле (6) фравна 0,12%. Ддя сравнения отметим,чтоесли бы дифференциально-дифференциальныйусилитель использовался вне предлагаемого устройства в качестве повторителя, топогрешность при тех же условиях былабы равнакбк Ф к+кВЬЮ В (+.К )4+К) О О смешепо вхо- нфазные входам режиме 0 у-о ) Вхс,О0 о 1 сииф синфсинф(5 инфазное напряжение на ходных зажимах 13 и 18 в режиме выборки;коэффициент ослабления синфазного сигнала, присутствующего на входах 8 и 14 ОсиовпоГО усилителя 1,с в 1Представляя ООи Оо в виде1слагаемых 01=см+%инфЧи =4045 50 55 1 ф К 2-Ко у )КСоотношения (3) и (6), полученные при расчете, показывают, что предлагаемое устройство в целом не уступает прототипу по точности, однако значительно превосходит его по помехоустойчивости.Предлагаемое устройство имеет симметричный вход и нечувствительно к помехам. Указанное преимущество особенно ощутимо при работе с информационными сигналами низкого уровня. Помеху на входе устройства можно представить как некоторое синфазное напряжение, приложенное к обоим входным зажимам, Степень подавления, как следует из (5), определяется коэффициентом Кс Ф, . значение которого, например, ддя дифференциально-дифференциального усилителя в интегральным исполнении и может составлять 10 и более. В прототипе подавлени е помех практически отсутствует,7 8093Повышение помехоустойчивости достигается незначительными аппаратурными затратами, поскольку используемый дифференциально-дифференциальный усилитель выполняет по существу функции двух обычных дифференциальных усилителей, однако требует для своей реализации значительно меньше оборудования.Введение в основной усилитель двух дополнительных входов, один из которых подключен к шине нулевого потенциала, а второй - через ключи либо к одному из входных зажимов, либо к шине нулевого потенциала, выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа, так как позволяет путем неэначитвьных аппаратурных затрат повысить помехоустойчивость, не ухудшая другие метрологические характеристики.формула изобретенияАналоговое запоминающее устройство, содержащее основной усилитель, первый неинвертирующий вход которого соединен через первый ключ с одним из входов устройства и через второй ключ с выходом устройства и выходом дополнительного усилителя, неинвертирующий вход дополнительного усилителя соединен с накопительным элементом, например,20Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР5498381 кл, 6 11 С 27/00) 1974,2, Патент США3469112,кл. 307-238,опублик, 1969.3, Авторское свидетельство СССР482815, кл. ( 11 С 27/00, 1975(прототип),ставитель Л. Воронинхред Ае Бабинец Корректор В. Бутяга аж 656нного комитета Сий и открытий5, Раушская наб ПодписноеССР Заказ 441/69 Тир ВНИИПИ Государстве по делам изобретен 113035, Москва, Ж 3 филиал ППП Патентф, г, Ужгсрод, ул. Проектная, 4 Редактор Н, Безродная Т 908с одной из обкладок конденсатора и первым инвертирующим входом основногоусилителя, другая обкладка конденсаторасоединена с шиной нулевого потенциала,выход основного усилителя через третийключ соединен с неинвертирующим входомдополнительного усилителя, инвертирующий вход которого подключен через пассивный элемент к выходу основного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены четвертый и пятый ключи, причем второй инвертирующий вход основного усилителя через четвертый ключ соединен с другим входомустройства и через пятый ключ - с шиной нулевого потенциала и вторым неинвертирующим входом основного усилителя.