Аналоговое запоминающее устройство

елорусский ордена Трудового Красного Знамени государственныи университет им. В. И. Ленина.(71) Заявите УСТРОЙСТВ АНАЛОГОВОЕ ЗАП АЮ ительн вано в устинформации, ающие устрой й дифференлючатели, . ния (конденыходногодиод 11.ют недостаенем хранеИзвестно устройство, соизмеряемого тока, дифферотражатель тока, токовыетока, блок управления, нденсатор, полевой транзисзвено, усилитель 12).Известное устройство иточность. держащее источник енциальную пару,ключи, генераторы акопительный конор, интегрирующее еет недостато цель изобретения - у Поставленная цель дос аналоговом запоминающе ащем источник измеряеличение точности,тигается тем, что в устройстве, содер ого напряжения,Изобретение относится к иэм технике и может быть использо ройствах преобразования формыИзвестны аналоговые запомни ства, содержащие коммутируемь циальный каскад, токовые перек генераторы тока, элемент хране сатор), блок автоподстройки в уровня, истоковый повторитель,Однако зти устройства облада точной точностью и малым врем 2подключенный к базе первого транзистора первой дифференциальной пары, коллектор которого подключен ко входу отражателя тока, эмиттеры первой дифференциальной пары через первый токовый ключ соединены с первым генератором тока, управляющие входы токовых ключей соединены с выхода.ми блока управления, коллектор второго транзистора первой дифференциальной пары через диод соединен с накопительным кони денсатором и затвором полевого транзистора,исток которого подключен к базе второго транзистора первой дифференциальной пары, ко второму генератору тока и выходу устройства, выход устройства через интегрирующее звено и усилитель подключен к управляющему входу первого генератора тока, коллекторы первых транзисторов первой и второй дифференциальной пары объединены, введена вторая дифференциальная пара, база М первого транзистора которой соединена сземляной шиной, база второго транзистора которой подключена к выходу устройства, эмиттеры второй дифференциальной парычен к источнику измеряемого напряжения, аинвертирующий вход (база транзистора 5) - квыходу устройства. В цепь отрицательной обратной связи т,е. между коллектором трап зистора 5 и накопительным конденсатором 16включается диод 15, образуется дифференци.альный каскад усиления, как и в цредыдущем случае, но с включенным в отрицатель.ную обратную связь диодом. С источника 1измеряемого напряжения на дифференциальную пару 3 поступает положительный импульс, который усиливается по току и заряжает через диод 15 накопительный конденсатор 16 до максимального своего амплитудного значения. Отрицательный фронт входного импульса эа. крывает транзистор 4, так как напряжение на базе транзистора 5 выше в момент пере. хода входного напряжения через максимальное значение за счет задержки скорости нарастания выходного напряжения на накопительном конденсаторе 16, следовательно, потен. циал коллектора транзистора 5 становится ниже потенциала конденсатора 16 и диод 15 закрывается, На накопительном конденсаторе 16 остается значение напряжения, соответствующее максимальному значению входного импульса, плюс напряжение затвор-исток полевого транзистора 18, а на выходе устройства соответственно равное ему, Постоянная времени интегрирующего звена 19 намного больше, чем время хранения на накопительном конденсаторе 16, следовательно, цепь подстройки нулевого уровня выхода не успевает уменьшить выходное напряжение и приведенное смещение остается таким же, как прн включенной дифференциальной паре 3.Через время, которое достаточно для дальнейшего измерения максимального значения входного импульса и которое намного меньше постоянной времени интегрирующего звена 19 с блока 17 управления поступают потенциалы, отключающие токовые ключи 8, 10, включающие ключи 9, 11. Начинается разряд накопительного конденсатора дифференциальной парой 3 до напряжения, соответству. ющего напряжению 16 истокзатвор полевого транзистора 18, т.е, выходное напряжение устройства будет равно входному напряжению дифференциальной пары 3, следовательно, нулю. Далее начинается медленный процесс авто- подстройки нуля выходного напряжения усили. телем 20, т,е. устройство возвращается в исходное состояние.За счет применения в устройстве дифференциального усилителя, выполняющего роль ключа разряда конденсатора, дрейф по температуре его уменьшается, как известно, до 10 мкВ/С, т.е. определяется дрейфом дифференциальной пары транзисторов. Максимальный 3 826565 4 через второй токовый ключ подключены кпервому генератору тока, коллекторы вторыхтранзисторов первой и второй дифференциальных пар соответственно через третий ичетвертый токовые ключи соединены с вы 5ходом отражателя тока, причем коллекторвторого транзистора второй дифференциальной пары подключен к накопительному конденсатору.На чертеже представлено предлагаемое ана.логовое запоминающее устройство, схема.Устройство содержит источник 1 измеряемого напряжения, дифференциальные пары 2и 3, содержащие соответственцо транзисторы4-7, токовые ключи 8 - 11, отражатель 12 1тока, генераторы 13 и 14 тока, диод 15 пако.пительный конденсатор 16, блок 17 управле.ния, полевой транзистор 18, интегрирующеезвено 19, усилитель 20.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии с. блока 17 управления поступают потенциалы на токовые ключи8 - 11, так что ключи 9, 11 замыкаются и поцепи, от отражателя 12 тока через дифференцн.альную пару 3, токовые ключи 11, 9 к генератору 13 тока потечет ток, т,е. образуетсядифференциальный каскад усиления. Отрица.тельная обратная связь образуется подачейнапряжения с положительного выхода дифференциальной пары 3, т.е. с коллектора транзистора б через истоковый повторитель на полевом транзисторе 18 на инвертирующий вход(базу транзистора 7) Неинвертирующий входдифференциальной пары 3 (база транзистора6) соединен с земляной шиной. Начальноесмещение на коллекторе транзистора 7 определяет генератор 14, который задает.ток черезполевой транзистор 8, а следовательно, и на.пряжение затвор. исток,Выходное напряжение устройства через интегрирующее звено 19 подается на устройствосравнения - усилитель 20, который, сравщьвая напряжение выхода с нулевым потенциа.лом, управляет током генератора 13 и умень-.шает выходное смещение, т.е. образуетоя от. 45рицательная обратная связь по медленным из.менениям выходного напряжения. На накопительном конденсаторе 16 будет фиксирован.ный потенциал, выше потенциала земли нанапряжение исток-затвор полевого транзисто.ра 18.При переходе устройства в режим измере.ния с блока управления поступают потенциа.лы, которые разомкнут ключи 9, 11. и зам.кнут ключи 8, 10. Дифференциальная пара3 будет отключена, а вместо нее к отража-.телю 12 тока и генератору 13 подключаетсядифференциальная пара 2, неинвертирующийвход которой (база транзистора 4) подклю5 8дрейф его в диапазоне температур 100 С сос.тавит 1 мВ, что существенно расширит динамический диапазон и точность устройства дляминимальных измеряемых сигналов. В устройствах измерение максимального значения сигнала с неопределенным временем поступлениясигнала необходимо определить начало сигнала.и задержать сам сигнал в линии задержкина время, достаточное для отключения разрядной цепинакопительного конденсатора иподключения входа устройства к выходу линии задержки,Насыщенные ключи, как известно, имеютбольшое время . восстановления, следовательно,необходима линия задержки на 0,5 - 1 мкс,с широкой полосой пропускания, что услож.няет предлагаемое устройство. Применениепереключаемых дифференциальных каскадов,работающих в линейном режиме усиления,уменьшает время переключения на порядок,уменьшается необходимое время задержки.В режиме хранения за счет сохранения связей активных элементов с накопительнымконденсатором, и компенсацией токов утечкипутем встречного включения транзисторов сблизкими параметрами и противоположнымиструктурами (ключ 11 и транзистор 7) уве.личена точность хранения в несколько раз.Применение автоподстройки нулевого вы.ходного уровня после гашения емкости хранения уменьшает температурные погрешноспкак в режиме хранения, так и в режиме записи максимального значения, так как переключаемые дифференциальные пары имеют при.блиэительно одинаковые статические и температурные параметры,Формула изобретения Аналоговое запоминающее устройство, содер. жащее источник измеряемого напряжения, 4026565 Ьподключенный к базе первого транзистора пер.вой дифференциальной пары, коллектор которого подключен ко входу отражателя тока,змиттеры первой дифференциальной пары через первый токовый ключ соединены с пер.вым. генератором тока, управляющие входытоковых ключей соединены с выходами блокауправления, коллектор второго транзисторапервой дифференциальной пары через диодсоединен с. накопительным конденсатором и10затвором полевого транзистора, исток которо"го. подключен к базе второго транзисторапервой дифференциальной пары, ко второмУгенератору тока и выходу устройства, а вы.15ход устройства через интегрирующее звенои усилитель подключен к управляющему вхо.ду первого генератора тока, коллекторы пер.вых транзисторов первой и второй дифференциальной пары объединены, о т л и ч а ю.20щ е е с я тем, что, с цепью увеличенияточности, введена вторая дифференциальнаяпара, база первого транзистора которой соеди.иена с земляной шиной, база второго транзистора которой подключена к выходу уст 25 роиства, а эмиттеры Второи. Дифферейцизльной пары через второй токовый ключ подключены к первому генератору тока, коллекторы вторых транзисторов первой и вто.рой дифференциальных пар соответственно. через третий и четвертый токовые ключи со.единены с выходом отражателя тока, причемколлектор .второго транзистора второй дифференциальной пары подключен к накопитель.ному конденсатору.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Маграчев 3. П. Аналоговые измеритель.ные преобразователи одиночных сигналов,М., "Энергия", 1974, с. 88.2.Авторское свидетельство, СССР по заявке Н 238723418-21;кл. Н 03 К 17/60, 19.07.76.