Аналоговое запоминающее устройство

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 903986 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 00(71) Заявите ЙСТВ ОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ кт оте Изобретение относится к эле р хнике и может быть использовано, в частности в аналоговых вычислительных системах автоматического управления.Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее запоминающий элемент, ключ и усилитель постоянноготока 13Однако известное устройство не обладает большим временем хранения информации, особенно при неблагоприятных климатических условиях. Это связано с тем, что при выбранных высокоточных элементах (конденсаторы с малыми токами утечки, усилитель с большим входным сопротивлением и т.п.) токи утечки запоминающего элемента в основном определяются качеством изоляционных материалов устройства,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аналоговое запоминающее устройство, которое содержит накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенпиала, а другая посредством токоподвода, заключенного в экран - с входом усили-.теля-повторителя и одним из выходов ключа, первый вход которого соединен с 3 шиной управления, второй вход черезразвязывающий элемент, например резистор - с входом устройства, а второй выход - с экраном и выходом усилителя-повторителя, являющимся выходом Е у,й ва 21 В режиме запоминания информации входной сигнал через последовательно соединенные резистор и замкнутый контакт ключа заряжает конденсатор до уровня запоминаемого потенпиала, который передается на выход усилителя-повторителя с коэффициентом передачи (+1), в результате чего экран и второй выход ключа, соединенные с выходом усилителя, оказываются под тем же потенциалом. В режиме хранения информации, который начинается с момента срабатывания ключа по команде с шины управления второй3 90398 вход клина, благодаря развяэываюшему резистору, находится под тем же потенциалом изависимо от изменения величины входного сигнала в процессе хранения информации, Таким образом, вокруг токоподвола конденсатора образуется замкнутый рявнопотенпиальный контур, практически снижающий ло 0 его токи утечки, вызываемые конечным значением сопро тивления изоляции как ключа, так и изо ляционно-конструктивных материалов устройства, чем оно выгодно отличается от остальных известных устройств. 6 4а другой вывод третьего пассивного элемента соединен с выходом повторителя напряжения.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит накопительный элемент, например конденсатор 1, проводник 2 с экраном 3, повторитель 4 напряжения, ключ 5, шину 6 управления, пассивные элементы 7 - 9, усилитель 10 и шину 11 нулевого потенциала.Устройство работает следующим образом.В режиме запоминания информации35 Поэтому время хранения известного устройства определяется только качеством конденсатора (его собственными токами утечки) и величииой входного тока усилителя-повторители, который, протекая по конденсатору, ттриводит к изменению во времени потенциала на его обкладке, а значит и на выходе устройства, При этом, поскольку входной ток усилителя вносит основную погрешность, а величина тока определяется только типом выбранного усилителя, то вринимают, что скорость изменения запомненного потенциала в процессе хранения информации является величиной постоянной, практически не зависящей от уровня запоминаемого входного сигнала, а это значит, что при малых уровнях входного сигнала такое устройство имеет большую относи-тельнуто погрешность.Цель изобретения -повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в анапоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например конденсатор, первая обкладкакоторого соединена экранирующим проводником со входом повторителя напряжения и с первым выходом ключа, второй выход ключа соединен с экраном проводника, с выходом повторителя напряжения и с выходом устройства, первый пассивный элемент, один из выводов которого подклточен ко входу устройства, другой вывод первого пассивного элемента соединен с первым входом ключа, второй вход 50 которого соединен с шиной управления, введен усилитель, второй и третий пассивные элементы, причем второй пассивный элемент включен в цепь обратной связи усилителя, выход которого соеди нен со второй обкладкой конденсатора, один из выводов третьего пассивного элемента подключен ко входу усилителя,входной сигнал через элемент 7, ключ 5и проводник 2 заряжает первую обкладкуконденсатора 1 до уровня запоминаемогопотенциала О 0 х, который передается навыход повторителя 4 без изменения, т.е,с коэффициентом передачи (+1), в результате чего экран 3 и второй выход ключа5, связанные с выходом повторителя 4,оказываются под тем же потенциалом Ов,При этом вторая обкладка конденсато-,ра заряжается через усилитель 10 доуровня потенциала Овых в соответствии свыражением овьх выхКос =" "вх Кос,(1)- выходной потенциал усилителя 10;- выходной потенциал повторителя 4;К ос - коэффициент передачи усилителя 10, определяемыйцепью обратной связи.В режиме хранения информации, который начинается с момента срабатыванияключа 5 по команде с шины 6 управления, помимо первой обкладки конденсатора 1, проводника 2, экрана 3 и обоихвыходов ключа 5, первый вход ключа 5,благодаря развязывающему элементу 7,также оказывается под потенциалом, равным Ояд, независимо от изменения входного сигнала Овх в этом режиме,Таким образом, вокруг проводника 2первой обкладки конденсатора 1 образуется замкнутый равнопотенциальный контур, практически снижающий до 0 токиутечки с этой обкладки, связанные с конечным значением сопротивления изоляциикак ключа 5, так и изоляционно-конструктивных материалов устройства, окружающих экран 3.При этом временной разряд конденсатора 1, вызываемый протеканием по немувходного тока повторителя 4 и приводящий к дрейфу запомненного потенциалаФормула изобретенияАналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, например конденсатор, первая обкладка которого соединена экранирующим проводником со входом повторителя напряжения и с первым выходом ютюча,второй выход ключа соединен с экраном проводника, с выходом повториеля напряжения и с выходом устройствах первый пассивный элемент, один из выводов которого подключен ко входу устройства, другой вывод первого пассивного элемента соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с шиной управления, о т л и ч а ю щ е е .с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введен усилитель, второй и третий пассивные элементы, причем второй пас 5 90 ЗО на выходе устройства, компенсируется благодаря наличию инвертирующего усилителя 10 изменением потенциала на второй обкладке конденсатора 1.В соответствии с выражением пере даточной функции для замкнутого контура регулирования временной дрейф такого устройства описывается выражением 1ф "Вьи ц "выл ф) К д Оы(н) (,т )О ас ас к к + юв +1) где в- временной дрейф выходногодФнапряжения устройства;. Д.1 дййд ыю фн временной дрейф выходного5напряжения известного устройства при отсутствии о(ратной связи;- коэффициент передачи прямой цепи контура регулирования, т.е. коэффициент20передачи повторителя 4;кос - коэффициент передачи цепиотрицательной обратнойсвязи контура регулирова 25ния, т.е. коэффициент передачи усилителя 10.Из выражения (2) следует, что для уменьшения дрейфа устройства значение Кн, следует выбирать возможно большим. Однако при этом следует учитывать ма- Зл 1 симальный диапазон выходного напряжения элемента 8 и ожидаемую максимальную величину входного сигнала.Максимальное значение К находится из выражения (1)35лоЫа нвнаак,- (з)ВХ ннлаК где О ы - максимальный диапазонвыходного напряжения уси- лолителя;0 д - максимальная величинавходного сигнала.Таким образом, если величину Кщ выбирать больше, чем Кос,гл,то в некотором ограниченном диапазоне входных сигналов будет иметь место более значительное уменьшение дрейфа в соответствии с выбранным повышенным значением Кс. Однако при больших уровнях входных сигналов усилитель 10 будет находиться на отсечке, что приведет к постоянству потенциала на его выходе, а значит и на второй обкладке конденсатора 1, и, следовательно, к пропаданию55 эффекта компенсации дрейфа. Это обстоятельство следует использовать, когда требуемая точность хранения информации оценивается относительной погрешностью,86 6т.е. при больших уровнях входного сигнала допускается большая абсолютная погрешность, а при малых уровнях - меньшая погрешность.При этом соответствутощим выбором нелинейной (обратно пропорциональной) зависимости Кот, от величины входного сигнала достигается обеспечение одинаковой относительной погрешности устройства во-всем диапазоне входных сигна-лов. Желаемая нелинейная зависимость К ос 1 "вт легко реализуется, например, путем кусочно-ломаной аппроксима-е ции с помощью диодов в цепи отрицатеть ной обратной связи усилителя 10. еВведение усилителя, охваченного цепью отрицательной обратной связи, выгодно отличает предпагаемое запоминающее устройство от известного, так как повышает точность запоминания информации, в особенности при малых входных сигналах, что позволяет расширить сферу его применения, например, испольэовать его в качестве обнулителя, для компенсации дрейфа усилителей, работающих в режиме интегрирования.При сохранении прежней точности запоминания введение усилителя позволяет уменьшить величину емкости накопительного элемента и снизить требования к входным токам усилитепя. Кроме того, выход усилителя 10 используют как второй выход устройства с инвертирующей (по отношению к его основному выходу) полярностью, что весьма удобно при построении схем вычислителей.903,986 Составитель А, ВоронинРедактор С, Крупенина Техред М, Надь Корректор А. Дзятко Подписи комитета СССР й и откры аушская н 34/36 Тираж 623ВНИИПИ Государственногопо делам изобретени113035, Москва, Ж,Зак тийаб р. 4/ тент, г, Ужгород, ул. Проектная,илиал П 7сивный элемент включен в цепь обратной связи усилителя, выход которого соединен со второй обкладкой конденсатора, один из выводов третьего пассивного элемента подкгпочен ко входу усилителя, другой вывод третьего пассивного элемента соединен с выходом повторителя напряжения. 8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР% 424235, кл. 611 С 27/00, 1974, 2. Авторское свидетельство СССРпо заявке % 2631426/18-24,кл. 611 С 27/00,1978 (прототип).