Аналоговое запоминающее устройство

Союз Советски нСоцналнстнчесинкРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1951404(53)М. Кл, 6 11 С 27/00 3 Ьвударстюный камнтет СССР ав делам нэабретеннй н аткрытнй(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 1Изобретение относится к вычисли- тельной и измерительной технике и может быть использовано в аналогоцифровых преобразователях для запоминания аналоговой информации.Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее усилители, кпючи, конденсатор и охваченное отрицательной обратной связью, причем обратная связь используется как в режиме выборки, так и в режиме хранения аналоговых сигналов. Устройство обладает высокой точностью,Однако оно характеризуется недостаточным быстродействием. Потеря быстродействия вызвана значительными переходными процессами на выходе устройства при переходе из режима выборки в режим хранения 1 .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аналоговое запоминающее устройство, которое содержит первый усилитель, инвертирующий вход которого через первый и второй ключи подключен:.ковходу и выходу устройства, второйусилитель, соединенный инвертирующимвходом с одной обкладкой конденсатора памяти и через третий ключ свыходом первого усилителя, неинвер"тирующий вход которого подключенк другой об.кладке конденсатора памяти и к выходу второго усилителя,соединенного неинвертирующим входомс шиной нулевого потенциала, третийусилитель, подключенный неинвертирующим входом к шине нулевого потенциала, а инвертирующим входомчерез резистор к выходам первого ивторого усилителей, а также к одному выходу третьего усилителя, другой выход которого соединен с выходом устройства.2 о В режиме выборки замкнуты первыйи третий ключи, второй ключ разомкнутПроисходит заряд запоминающего конденсатораПри переходе в режим хранения первый и третий ключи3 951 ч размыкаются и замыкается второй ключ. На выходе устройства воспроизводится постоянное напряжение, равное мгновенному значению входного в момент размыкания третьего ключа.Известное устройство отличается высокой точностью, обусловленной незначительным влиянием ряда параметров, применяемых усилителей на общую точность устройства, уменьшение коммутационных помех и токов утечки с конденсатора памяти в режи" ме хранения 2 1.Однако динамические свойства уст ройства требуют улучшения, Устройство обладает большим временем установления напряжения на выходе при переходе в режим хранения. Для умень шения переходного процесса на выходе устройства, а также для сохранения устойчивости, необходимо, цтобы третий усилитель, охваченный местной обратной связью, оказывал минимальное влияние на частотные зависимости петлевого коэффициента усиления, Это требование в первом при" ближении мажет быть представлено Жс ЫР, гдето - частота среза по уровню 3 дб первого усилителя,ЗО а йср - частота единичного усиления третьего усилителя. Если рассмат ривать устройство как систему автоматического регулирования, то усиление этого неравенства означает практическое понижение порядка системы, повышение устойцивости работы в режиме хранения и улучшение качества переходного процесса при переходе в этот режим. Для того, чтобы не ухудшать динамические характеристики щ устройства в режиме выборки, неравенство следует выполнять путем увеличения (ФсР . Однако частота Щ, опре 2.деляется не только частотными свойствами разомкнутого третьего усилителя, но и частотными свойствами местной обратной связи, охватывающей его. Применение резисторов в обратной связи третьего усилителя, которое совместно с входной и паразитной емко- О стью приводят к образованию полюса, снижает частоту Щ . Это ухудшает динамические свойства устройства, так как увеличивает переходной процесс и соответственно время установления я при переходе в режим хранения.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. фПоставленная цель достигаетсятем, цто аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый усилитель,инвертирующий вход которого соединен с выходами первого и второгоключей, вход первого ключа являетсявходом устройства, накопительныйэлемент, например, конденсатор, одна из обкладок которого соединенас инвертирующим входам второго усилителя и с выходом третьего ключа,вход которого соединен с выходомпервого усилителя, неинвертирующийвход соединен с другой обкладкойконденсатора и с выходом второгоусилителя, неинвертирующий входвторого усилителя соединен с шинойнулевого потенциала, третий усилитель, выход которого является выходом устройства и соединен со входомвторого ключа, в нем выходы первого и второго усилителей соединенысоответственно с первым и вторымнеинвертирующими входами третьегоусилителя, первый инвертирующийвход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а второй инвертирующий вход третьего усилителя сое.динен со входом второго ключа.На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройстваа.Оно содержит усилители 1-), ключи 4-6, накопительный элемент, например, конденсатор 7, шину 8 нулевого потенциала, входы 9-12 усилителя 3,Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.При замкнутых ч и 6 ключах и разомкнутом ключе 5 устройство находится в режиме выборки. На выходеусилителя 2 устанавливается напряжение, близкое по величине входному напряжению. Так как неинвертирующий вход второго усилителя 2 подключен к шине 8 нулевого потенциала, то на его инвертирующем входепри замкнутом ключе 6 и на выходепервого усилителя 1 устанавливается напряжение, близкое к нулю, Разность. напряжений на входах 11 и 9,а следовательно, и на входах 10 и12 усилителя 3 близка к нулю. Однако на входе 10 усилителя 3 присутствует напряжение, близкое к напряжению входного сигнала, Значит,такое же напряжение присутствуетна входе 12 третьего усилителя 3 и5на выходе устройства. При переходе в режим хранения состояния ключей 4-6 изменяются на противоположные. Происходит фиксация напряжения на конденсаторе 7, и на выходе устройства воспроизводится напряжение, равное мгновенному значению входного в момент переключения устройства.Предлагаемое устройство отличается улучшенными динамическими свойствами, Использование дифференциально-дифференциального усилителя позволяет отказаться от применения резисторов в цепи обратной связи третьего усилителя 3 и повысить его частоту срезаФ Р . Это приводит к уменьшению времени установления напряжения на выходе устройства при переходе в режим хранения и повышению быстродействия, Уменьшение времени установления позволяет значительно раньше начинать последукщую обрабоуу выходного сигнала (напри" мер, аналого-цифровое преобразование). Ошибки третьего усилителя 3, охваченного в режиме хранения общей обратной связью, не оказывают существенного влияния на общую точность. Этот факт может быть использован для расширения полосы частот третьего усилителя 3 путем применения во.входных каскадах неподобранных высокочастотных ИОП-транзисторов с повышенными токами покоя.В практической реализации предлагаемое устройство оказывается несколько праще известного ввиду исключения инверсного выхода в третьем усилителе. 951404" 6 не ухудшая его точности, позволяет првысить быстродействие. Предлагаемое устройство выгодноотличается от прототипа,. так как 5 формула изобретения Аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый усилитель,инвертирующий вход которого соеди"10 нен с выходами первого и второго ключей, вход первого ключа являетсявходом устройства, накопительныйэлемент, например, конденсатор, однаиз обкладок которого соединена а ин 15 вертирующим входом второго усилителя и с выходом третьего ключа, входкоторого соединен с выходом первогоусилителя, неинвертирующий вход которого соединен с другой обкладкойго конденсатора и с выходом второго усилителя, неинвертирующий вход второго усилителя соединен с шиной нулевого потенциала, третий усилитель,выход которого является выходом уст 25 ройства и соединен с входом второгоключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения быстродействия устройства, в нем выходы первого и второго усилителей соединенысоответственно с первым и вторымнеинвертирующими входами третьегоусилителя, первый инвертирующий входкоторого соединен с шиной нулевогопотенциала, а второй инвертирующий овход третьего усилителя соединен свходом второго ключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3469112,ка. 307-238, опублик. 1978.2. Авторское свидетельство СССРН 611256, кл. 6 11 С 27/00, от17.03.76 (прототип).951 ч 01 ь А. ВоронинТепе Составителактор С,Запесочный Техред и, р Корректор Г.Решетник сное к 4/5 лиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. роек 9 Тираж 22 .ВНИИПИ ГосударственногоЬо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рау Подомитета СССи открытийская наб., д