Аналоговое запоминающее устройство

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфвз СоеетскнкСоцналнстнческнкРеспублик рп 943853(6) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 25.12.80 (21) 3224446/18-24 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет:- Опубликовано 150782, Бюллетень Мо 26 Дата опубликования описания 15.07.82 ИМ.Кп. 6 11 С 27/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 20 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано как входное устройство в аналого-. циФровых преобразователях.Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее ключ на полевом транзисторе, управление которым осуществляется .по цепи затвора, и конденсатор. Управляющая шина через иивертор соединена также с затвором. дополнительного полевого транзистора(ключа), сток которого соединен со стоком ключевого полевого транзистора. Дополнительный полевой транзистор используется для компенсации паразитных выбросов, обусловленных прохождением фронтов управляющих импульсов через параэитные емкости ключа. На конденсатор выбросы приходят в противофазе (благодаря включениюинвертора) и компенсируют друг друга 1).Однако полная компенсация выбросов возможна только при полной идентичности параметров полевых транзисто ров и строгом равенстве длительности . фронтон импульсов в шине управления и на выходе инвертора, что практически трудновыполнимо в условиях серийного производства. 30 Известна также ячейка аналоговой памяти, содержащая два последовательно включенных ключа на полевых тран-. зисторах, затворю которых через конденсаторы соединены с нулевой шиной, а управляющее напряжение подается на. подвижный контакт переменного резистора, включенного между затворами обоих ключей. Включение двух последовательных ключей, один иэ котосвх епережает или отстает в работе от дру гого благодаря включению регулируемых )(С-цепей в затворы обоих транзисторов, позволяет устранить поме" ховый сигнал на накопительном конденсаторе с большой степенью точности, исключить из схемы инвертирующее устройство и применять любые пары транзисторов одного типа беэ предварительного подбора по параметрам 2).Однако данная ячейка памяти имеет большую апертурную погрешность, вызванную увеличением времени переключения ключей за счет введения емкостей в цепи затворов транзисторов.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аналоговое запоминающее устройство; сОдержащее ключ на долевом транэис 943853торе, запоминающую емкость, компенсирующую емкость, два ключа на биполярных транзисторах, на которые поцаются разнополярные управляющиесигналы. Коллектор одного иэ ключейподключен к затвору ключевого полерого транзистора, коллектор второгобиполярного ключа - к одной обкладкекомпенсирующей емкости, вторая обкладка которой подключена к выходуключа на полевом транзисторе, 10Благодаря наличию регулировки вколлекторе второго биполярного ключавозможно изменение компенсирующегосигнала, поступающего через компенсирующую емкость. В данном устройстве также обеспечивается малая апертурная погрешность, так как отсутствуют реактивные элементы в цепизатвора ключевого полевого транзис"тора (3),20Недостатком известного устройстваявляется сравнительно малая точность запоминания, обусловленнаякомпенсацией прохождения выбросовот коммутирующего напряжения назапоминающую емкость. Это обусловлено тем, что схема управления полевым транзистором выполнена на основе насыщенных ключей, причем припереходе от режима выборки к режимузаполнения один ключевой биполярныйтранзистор переходит от режима запирания к режиму насыщения, в то времякак другой ключевой транзистор переходит от режима насыщения к режимузапирания, Если переход от запирания 35к насыщению в транзисторах осуществляется за сравнительно короткое время(т.е. с крутым фронтом), то времяобратного переключения обычно на порядок больше, т.е, переключение осуществляется с большой длительностьюфронта, что обусловлено процессомрассасывания носителей в базе биполярного транзистора. Причем длительностьфронта выхода иэ насыщения зависит 45от множества факторов - от температуры окружающей среды, коэффициентаперадачи тока транзистора, величиныбазового тока и т.д. Поскольку величина помехового сигнала на запоминающей емкости зависит от длительнос.ти фронта управляющего и компенсирующего сигналов, это обуславливает егозависимость от перечисленных факторов, а следовательно, вызывает ухудшушение точности и стабильности всего 55запоминающего устройства.Цель изобретения - повьааение точ.ности устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее первый 60усилитель, выход которого соединен спервым накопительным элементом, например с одной из обкладок первогоконденсатора, второй накопительныйэлемент, например второй конденса тор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала, другие обкладки конденсаторов соединены с выходом ключа и являются выходом устройства, первый вход ключа соединен с входной шиной, второй усилитель, выход которого соединен с вторым входом ключа, первые входы усилителей соединены с второй шиной питания, введены переключатель тока, первый и второй нелинейные элементы, первые выводы которых соединены соответственно с выходами переключателя тока, первый и второй входы переключателя тока являются управляющими входами устройства, третий вход переключателя тока подключен к первой шине питания, вторые выводы нелинейных элементов подключены к второй шине питания, третьи выводы нелинейных элементов соединены с соотвествующими вторыми входами усилителейи с соответствующими первыми выводами нелинейных элементов, выходы усилителей через резисторы соединены с первой шиной питания.На чертеже изображена функциональная схема предложенного устройства.устройство содержит усилители 1 и 2, нелинейные элементы 3 и 4, переключатель 5 тока, шину 6 нулевого потенциала, накопительные элементы, например конденсаторы 7 н 8, ключ 9, входную шину 10, шины 11 и 12 питания, выход устройства 13.Переключатель 5 тока выполнен на транзисторах 14 и 15; усилитель 1 на транзисторе 16 и резисторе 17; усилитель 2 - на транзисторе 18 и резисторе 19; нелинейные элементы - на транзисторах 20 и 21; ключ 9 на полевом транзисторе 22. Эмиттеры транзисторов 14 и 15 соединены с шиной 11 питания через резистор 23. Транзисторы 16 и 20, 18 и 21 образуют отражатели тока, нагрузками которых являются соответственно резисторы 17 и 19.Предложенное устройство функционирует следующим образом.В исходном состоянии на управляющие входы Эх и Эх з подаются. уровни обеспечивающие запирание транзистора 14 и открывание транзистора 15 переключателя 5 тока. Коллекторный ток транзистора 15 обеспечивает прямое смещение транзистора 21 нелинейного элемента 4, что обуславливает протекание тока через транзистор 18,причем коллекторный ток транзистора18 равен по величине коллекторному току транзистора 15 при идентичных параметрах транзисторов 18 и 21 (в этом заключается принцип работы отражателя тока); Коллекторный ток транзистора 18 создает падение напряжения на резисторе 19, поступающеена затвор полевого транзистора 22 и поддерживающее ключ 9 в открытом состоянии. Входной сигнал при этом воспроизводится на выходе устройства с задержкой, характерной для интегрирующей Кс-цепи, где К - паразитное 5 сопротивление открытого транзистора 22; С- величина конденсатора 8.При переходе в режим запоминания переключаются логические уровни на входах бх 1 и Вхд и ток, задаваемый 1 О резистором 23, переключается транзисторами 14 и 15 в отражатель тока, образованный транзисторами 20 и 16. При этом ток отражателя тока на транзисторах 18 и 21 выключается. 15 Это обеспечивает .формирование отри-цательного перепада напряжения на затворе полевого транзистора 22, в результате чего транзистор 22 закрывается и устройство переходит в режим хранения напряжения, присутствующего в этот моьМнт на конденсаторе 8. На резисторе 17 при этом формируется положительный перепад напряжения, поступающий с подвижного контак та резистора 17 через конденсатор 7 на конденсатор 8, тем самым компенсируя прохождение помехового сигнала через паразистные емкости транзистора 22. Путем изменения положения подвижного контакта резистора 17 изменяется амплитуда компенсирующего сигнала и возможна полная компенсация помехи не конденсаторе 8.Характерной особенностью предложенного устройства является использо- Зб ванне в нем ненасыщенных ключей (переключателей тока) в качестве формирователей управляющего и компенсирующего сигналов. Это обеспечивает большое быстродействие устройства 40 малую величину апертурной погрешности, практически рйвные по длительности фронты управляющего и компенсирующего сигналов. В устройстве не требуется дополнительный инвертор для получения компенсирующего сигнала, поскольку в симметричной переключательной схеме инверсный управляющий сигнал образуется автоматически. Применение отражателей тока позволяет, получить управляющий перепад на затворе ключевого транзистора 22, меняющийся от величины -Е до величины +Е, т.е. в данном устройстве напряжения источников питания полностью используются для формирования управляющего сигнала, чего нельзя достичь в обычной схеме переключателя тока, где формируемый сигнал обычно значительно меньше величин питающих напряжений. Увеличение же управляющих напряжений на затворе транзистора 22 обуславливает расширение диапазона входных коммутирующих сигналов, Ис" пользование симметричной пЕреключательной схемы обеспечивает малые по величине броски в цепях питания и корпуса, снижает уровень наводок и дополнительно повышает точность запоминания малых сигналов.Формула изобретенияАналоговое запоминающее устройство, содержащее первый усилитель, выход которого соединен с первым накопительным элементом, например с одной из обкладок первого конденсатора, второй накопительный элемент,:например второй конденсатор, одна из обкладок которого соединена с 1 шиной нулевого потенциала, другие обкладки конденсаторов соединены с выходом ключа и являются выходом устройства, первый вход ключа соединен с входной шиной, второй усилитель, выход которого соединен с вторым входом ключа, первые входы усилителей соединены с второй шиной питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены переключатель тока, первый и второй нелинейные элементы, первые выводы которых соединены соответственно с выходами переключате" ля тока, первый и второй входы пепереключателя тока являются управляющими входами устройства, третий вход переключателя тока подключен к первой шине питания, вторые выводы нелинейных элементов .подключены к второй шине питания, третьи .выводы нелинейных элементов соединены с соответствующими вторыми входами усилителей и с соответствующими первыми вывода" ми нелинейных элементов, выходы усилителей через резисторы соединены с первой шиной питания.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 462216, кл. 6 11 С 27/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССР М 733031, кл. 6 11 С 27/00, 1979.3. Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники. Экспресс- информация, 36, 1979, с. 23 (прототип).943853 Составит техред Л ронинКорректор Редактор М. Петров ч акаэ 51 /63 11303 фПатентф, г, Ухгород, ул. Проектная,филиал Тирах 6 НИИПИ Государст по делам иэобр Москва, Ж, нногоенийаушск Подписноомитета СССРоткрытийнаб., д. 4/5