Аналоговое запоминающее устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскиаСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 12. 1280 (21) 3215916/18-24 311 М КПе С 11 С 27/00 с присоединением заявки М -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий г(088. 8) Дата опубликования описания 15.07.82(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике и может использоваться в аналого"цифровых преобразователях, системах сбора данных, измерительных устройствах и устройствах автоматики и телемеханики.Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый и второй усилители, ключи и накопительный элемент, гапример конденсатор, вклю-. ченный через ключ между выходом первого усилителя и шиной нулевого потенциала 1).Недостатком известного устройства является низкая точность, обусловленная прохождением части сигнала управления ключом на накопительный элемент, Поскольку к ключу, связывающему накопительный элемент с выходом усилителя, прикладывается входное напряжение, от величины которого изменяются параметры ключа, то погрешность от прохождения сигнала управления зависит от входного сигна ла и изменяется как и входной сигнал непредсказуемо, .что значительно затрудняет ее компенсацию.Известны устройства, в которых погрешность от прохождения сигналов 30 управления не зависит от входного сигнала, поскольку ключ работает под неизменным, например нулевым, напряжением.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый и второй усилители, вход первого усилителя соединен с выходами первого и второго ключей, входы которых подключены соответственно к входу устройства и объединенным выходу устройства и выходу второго усилителя, соединенного первым входом с шиной нулевого потенциала, а вторым входом - с входом третьего ключа, выход третьего ключа соединен с выходом устройства, и накопительный элемент, например конденсатор, включенный между выходом первого и вторым входом второго усилителя. С замкнутыми первым и третьим ключами устройство работает в режиме выборки. При значительном коэффициенте передачи второго усилителя разность напряжения на его входах всегда близка к нулю. Первый вход второго усилителя соединен с шиной нулевого потен-. циала, поэтому на одной обкладке конденсатора и на выходе устройства, 943851подключенным к второму входу второгоусилителя, напряжение близко к нулю.При единичном коэффициенте передачипервого усилителя на другой обкладкеконденсатора отслеживается входноенапряжение. При изменении состояния 5ключей на противоположное устройствопереходит в режим хранения, а выходное напряжение скачком изменяетсяот нулевого до входного в момент .переключения устройства. Вход третьего 10ключа продолжает оставаться под напряжением, близким к нулевому, поэтому погрешность прохождения сигналовуправления ключом по отношению к шине нулевого потенциала не зависит от 15уровня входного сигнала и величинанеизменная 12. Однако выход третьего ключа соединен с выходом, устройства и через проходную емкость ключа проникает часТь скачка выходного напряжения, определяемая УРОвнем входного сигнала. Эта составляющая погрешность устройства изменяется произвольным способом и снижает точность устройства. Поскольку в режиме хранения третий ключ работает под входным напряжением, точность хранения является низкой из-за утечек токов через этот ключ и перезаряда ими накопительного элемента. Помимо этого скачок напряжения на выходе устройства приводит к значительным переходным процессам и большому времени установления выходного напряжения в пределах задан ной точности, что означает низкое быстродействие известной схемы.Целью изобретения являестя повышение точности и быстродействия устройства. 40Поставленная цель достигается тем, что в ус-,ройство, содержащее первый усилнтель, вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, вход первого ключа является входом 45 устройства, вход второго ключа соединен с выходом второго усилителя и является выходом устройства, накопительный элемент,например конденсатор, одна из обкладоккоторого соединена с выходом первого усилителя, другая обмотка конденсатора соединена с первым входом второго усилителя второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, третий ключ, вход которого соединен с первым входом второго усилителя, введен третий усилитель, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей, вьход третьего усилителя соединен со входом третьего 60 ключа.На чертеже приведена функциональная схема устройства.Аналоговое запоминающее устройство содержит усилители 1-3, накопительный 65 элемент, например конденсатор 4, ключи 5-7 и шину 8 нулевого потенциала.Устройство работает следующим образом.С замкнутыми ключами 5 и 7 и разомкнутым ключом 6 схема находится в режиме выборкиПри значительном коэффициенте передачи усилителя 2 разность напряжений на его входах всегда близка к нулю. Первый вход усилителя 2 подключен к шине нулевого потенциала, следовательно, напряжение близко к нулю на втором его входе и на соединенных с этим входом .выходе усилителя 3 и одной обкладке конденсатора 4. При единичном коэффициенте передачи усилителя 1 напряжение на другой обкладке конденсатора 4 отслеживается близким к входному. Напряжение на конденсаторе 4 определяется выраже- нием д 1+д 2 дыдь) ьхвых "вх о 1) , д - (1) дгдз д Оъ 1+дгдь О 1+дгдъгде цех - напряжение на входеустройства;0 ц - выходные напряжения ссоответственно усиливых выхтелей 1 и 3 рК До оз, - напРяжения смещенияусилителей 1,2 и 3соответственно;А,А 2 А - коэффициенты передачиусилителей 1,2 и 3соответственно.При единичном коэффициенте передачи усилителя 3 его выходное напряжение является разностью напряжений, присутствующих на его входе. Поскольку выходное напряжение усилителя 3 близко к нулю, а напряжение на первом его входе, подключенном к выходу первого усилителя, близко, к входному, будут близкими к входному напряжения на его втором входе и на соединенном с вторым входом усилителя 3 выходе устройства. Таким образом, в режиме выборки напряжение на выходе устройства отслеживается весьма близким к напряжению на входе устройства.При изменении состояния ключей устройства на противоположное последнее переходит в режим хранения. В момент переключения напряжение на конденсаторе 4 станет равным1 А 19 фдгДЬДЬ)"с "ьхоо +дгд, - ддг д дъоЬдгдэ оэ +А Агдето - напряжение ыа входе устройВхоства в момент переключенияв режим хранения.Через зацкнутый ключ б устройство в режиме хранения охватывается конту(б) фор зобретения Аналоговое запоминающее устройство,содержащее первый усилитель, вход ко"торого соединен с выходами первого ивторого ключей, вход первого ключаявляется входом устройства, вход второго ключа соединен с выходом второ го усилителя и является выходом устройства, накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладоккоторого соединена с выходом первогоусилителя, другая обкладка конденса тора соединена спервым входом второго усилителя , второй вход которогосоединен с шиной нулевого потенциала,третий ключ, вход которого соединенс первым входом второго усилителя, у о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повыаения точности и быстродействия устройства, в него введен третий усилитель, входы которого соединены соответственно с выходами перво го и второго усилителей, выход третьего усилителя соединен со входомтретьего ключа. Источники информации,60 принятые во внимание при эксперт о СССР1975. свидетельст11 С "7/00,ША (Ф 4066919,ублик. 1978 1. Авторско 482815, кл.2. Патент С307-353, о(прототип ром стабилизирующей обратной связи,Напряжение на выходе устройства становится равным Дъ Д. А,. А (3)ВЬХо со 1+АА И (+АА 01 (+А 1 А 1 Отсюда можно найти погрешности устройства при АЯ А Я 1; Арт 1 ь =д(д)+а(Со,)+йо) а(Ео,);(7) (Е) =Е, А, (8) Иэ (5) в (8) видно, что погрешность коэффициента передачи устройства значительно меньше, чем погрешности передачи отдельно взятых усилителей, а погрешности, определяемые напряжениями смещения усилителей и их нестабильностями (температурными, временными от нестабильностей напряжения питания и т.д.) практически полностью устраняются.Выражение (4) показывает высокую верность воспроизведения напряжения, присутствовавшего на входе устройства в момент переключения в режим хранения. Поскольку при этом на выходеустройства уже присутствовало напряжение, незначительно отличающееся от входного, то при переключении устройства в режим хранения отсутствуют сколько-нибудь значительные изменения напряжения как на выходе устройства, так и на входе усилителя 1.Следовательно, отсутствует скачок выходного напряжения и переходные процессы, имевшие место в известном устройстве, отсутствуют, таким образбм, и составляющие погрешности вызываемых ими. Не требуется дополнительное время на установление выходного напряжения в пределах заданной точности и быстродействие предлагаемого превышает быстродействие известного устройства. Поскольку в режиме хранения не происходит изменений напряжения на выходе устройства и входе первого усилителя, не происходит изменения напряжений на входах усилителя 3 и его выходное напряжение остается близким к нулевому. Продолжает оставаться близким к нулевому напряжение на втором входе усилителя 2, поскольку его первый вход постоянно подключен к шине нулевого потенциала. Таким образом, на входе и выходе ключа 7 напряжения близки к нулю, поэтому отсутствуют токи утечкичерез этот ключ и перезаряд конденсатора 4. В результате того, что в режиме выборки и в режиме храненияключ 7 находится под близким к нулю ине .зависящим от входного сигнала напряжения, то погрешность от прохождения части управляющего ключом 7 напряжения на накопительный элемент 7есть величина постоянная и не зависящая от уровня входного сигнала, следовательно, она легко может бытьскомпенсиДована, например, балансировкой усилителя 2. Более того, нулевые напряжения на ключе 7 позволяютиспользовать в его качестве токовыйключ, При этом упрощается схема управления ключами за счет отсутствияв ее составе схем слежения за уровнемвходного сигнала и сложных устройствдинамической компенсации погрешностииэ-за фпролезания на накопительныйэлемент 4 части напряжения управления. Таким образом, в предложенном устойстве достигается значительное повы ение точности и быстродействия.943851 Составитель А, В Техред М. Рейвес и ктор М а Пе дак Ы 6 е а НИИПИ Го но делам 1303 фПатеит Узгород, ул. Проектная илиал раж 622 дарственного изобретений ж, РаушсПодп комитета ССС открытия я наб., д. 4