Аналоговое запоминающее устройство

.Львовский ордена Ленина политехнически институтим. Ленинского комсомолае 7) Заявител(5 Й) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВ 2 Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительнойтехнике, предназначено для запоминания мгновенных значений и может бытьиспользовано в аналого-цифровых преобразователях.Известно прецизионное аналоговоезапоминающее устройство, содержащееоперационные усилители, ключи, конденсатор, в котором обеспечивается коррекция погрешностей, вносимых операционными усилителями ( 1,Однако данное устройство обладаетнедостаточно высоким быстродействием,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является ана"логовое запоминающее устройство, которое содержит основной (первый) усилитель, дополнительный (втррой) усилитель, накопительный элемент, например конденсатор памяти, первый, второй и третий ключи, причем первый ивторой ключи соединяют соответственно вход и выход устроиства с первым инвертирующим входом основного (первого) усилителя, выход которого через резистор подключен к инвертирующему 5входу дополнительного (второго) усилителя, соединенного выходом через ре.зистор с его инвертирующим входом, вспомогательный (третий) усилитель, подключенный неинвертирующим входом к шине нулевого потенциала, а инвертирующим входом через третий ключк выходу основного (первого) усилителя.и непосредственно к одной обкладке конденсатора памяти, другая обкладка 1 которого подключена к выходу вспомогательного (третьего) усилителя, неинвертирующему входу основного (первого) усилителя и через резистор к инвертирующему входу дополнительного 20 (второго) усилителя.Устройство находится в режиме вы"борки при замкнутых первом и третьем ключах, Конденсатор памяти заряжается3 966749 ф до напряжения близкого к входному. По" щими входами второго усилителя, вто" сле размыкания первого и третьего клю- рой неинвертирующий вход первого усичей и замыкания второго ключа устрой- лителя соединен с одной из обкладок ство переходит в режим хранения, при конденсатора,.с первым инвертирующим котором на его выходе воспроизводится з входом повторителя напряжения и с вхопостоянное напряжение, равное мгновен- дом третьего ключа, выход которого соному значению входного в момент пере- единен с первым инвертирующим входом ключения устройства. В устройстве обес- первого усилителя и с шиной нулевого печивается коррекция погрешностей, вно- потенциала, другая обкладка конденсасимых усилителями, а также существен тора соединена с вторым инвертируюно уменьшены погрешности, возникающие щим входом и с выходом первого усилипри переключении третьего ключа, по-. теля.и с первым неинвертирующим вхоскольку последний в обоих режимах по дом повторителя напряжения, второй входу и выходу остается под напряже- неинвертирующий вход которого соединием, близким к нулю 1, 21. й нен с шиной нулевого потенциала, аОднако известное устройство обла- второй инвертирующий вход - с неинвердает недостаточным быстродействием. тирующими входами второго усилителя. В режиме выборки отрицательная обрат- На чертеже представлена функцио" ная связь охватывает основной (пер- нальная схема предложенного устройствый) и вспомогательный (третий) уси 20 ва.Артель одновременно. Результирующая Устройство содержит усилители 1 и амплитудно-частотная характеристика 2, накопительный элемент, например и качество переходного процесса в ре- конденсатор 3, ключи 4-6, повторитель жиме выборки определяются свойствамимапряжения, шину 8 нулевого потенобоих усилителей, что приводит к боль- циала, неинвертирующие входы 9 и 1 О шой инерционности устройства в указан- и инвертирующие входы 11 и 12 усилином режиме. Основной (первый) усили- теля 1, неинвертирующие 13 и 14 и интель при этом должен корректироватьсявертирующие входы 15 и 16 усилителя независимо от вспомэгательного (треть, неинвертирующий вход 17 и инверего), поскольку в режиме хранения он тирующий вход 18 повторителя 730совместно с дополнительным (вторым) Предложенное устройство функциониусилителем включается в другой контур. рует следующим образом. Последовательное включение двух усили- В режиме выборки входного сигнала телей (основного и вспомогательного)замкнуты ключи 4 и 6, ключ 5 разомкприводит к снижению быстродействия нут. Входное напряжение через эамкнуустройства. Это, в частности, выража- з тый ключ 4 поступает на вход 9 усилиется в увеличении времени выборки, теля 1. Усилитель 1, представляющий уменьшении максимально допустимой час- собой дифференциально-дифференциальтоты входного сигнала. ный усилитель, обеспечивает усилениеЦель изобретения - повышение быст- напряжений, приложенных к парам вхородействия устройства. . дов 9 и 11 и 12 и 10. При замкнутом40Поставленная цель достигается тем, ключе 6 образуется цепь заряда кончто в аналоговое запоминающее устрой- денсатора 3 с выхода усилителя 1, охство, содержащее первый усилитель, пер- ваченного отрицательной обратной свявый неинвертирующий вход которого со- зью. Если коэффициенты усиления по единен с выходами первого и второго43парам входов 9 и 11 и 1211 12 и 10 и иблиР ключей, вход первого ключа является зительно равны, то конденсатор 3 завходом устройства, второй усилитель, ряжается до напряжения, близкого к выход которого является выходом уст- входному. Падение напряжения на сопройства и соединен с входом второго ротивлении замкнутого ключа 6 близко ключа, выход первого усилителя соеди- в к нулю и не усиливается, поскольку нен с первым инвертирующим входом вто- приложено к входам 12 и 10 усилителя рого усилителя, второй инвертирующий 1 синфаэно. Отличие напряжений, привход которого соединен с входом вто- ложенных к входам 15 и 13 усилителя 2, рого ключа, накопительный элемент, на- незначительно, так как повторитель 7 пример конденсатор, третий ключ, шину 5 при замкнутом ключе 6 фактически по- нулевого потенциала, введен повтори- вторяет напряжение, присутствующее на тель напряжения, выход которого сое- выходе усилителя 1. Разность напряжединен с первым и вторым неинвертирую- ний на входах 13 и 15 усилителя 2 близка к нулю, следовательно, близка кнулю разность напряжений на входах 1и 18 усилителя 2, охваченного отрицательной обратной связью. Это приводитк тому, что напряжение на выходе уст-ройства незначительно отличается отвходного.При размыкании ключей М и 6 и замыкании ключа 5 устройство переходитв режим хранения. Обратная связь, ох фватывающая усилитель 1 с выхода наего инвертирующий вход 12, в данномрежиме не действует, поскольку всякоеизменение напряжения на выходе усилителя 1 прикладывается одновременно к 15его инвертирующему входу 12 и к неинвертирующему входу 10. Напряжение наконденсаторе 3 после размыкания ключа6 продолжает сохраняться, так как, если входы 10 и 18 соответственно уси- ррлителя 1 и повторителя 7 высокоомные,а ключ 6 разомкнут, то в устройствевсе возможные цепч разряда имеют весьма большие постоянные времени. Напряжение на выходе усилителя 1 изменяет зся незначительно ввиду действия отрицательной обратной связи, охватывающей устройство через замкнутый ключ 5. НФ выходе усилителя 1 возникает положительное приращение напряжения, на Зр выходе повторителя 7 напряжение практически не изменяется, так как повторитель 7 не реагирует на синфазный сигнал. Усилитель 2 при неизменномсигнале на входах 13 и 11 представляет собой инвертор, Приращение напряжения на входе 15 усилителя 2 инвертируется, а затем усиливается усилителем 1, который вырабатывает на выходе сигнал, противоположный возмущению. Если напряжение на выходе усилителя 1 при переходе в режим хранения изменяется незначительно, а конденсатор 3, как показано, сохраняет свой заряд, то ключ 6 в режиме хранения оказывается под напряжением, близким к нулю. Так же как и в известном уст ройстве, это позволяет минимизировать погрешности переключения и погрешности связанные с разрядом конденсатораФ30 3, Таким образом, при переходе в режим хранения конденсатор 3 сохраняет свой заряд, а на выходе устройства воспроизводится постоянное напряжение, равное мгновенному значению входногоЪв момент переключения устроиства. Повторитель 7 напряжения в режиме выборки не включен в цепь заряда конденсатора 3 и не влияет на быстродействие устройства. К нему также не предъявляются жесткие требования по точности, так как его погрешности подавляются в режиме хранения примерно в К 1/2 раэ, где К 1 - коэффициент усиления усилителя 1 по парам входов 9 и 11.Предложенное устройство по сравнению с известным обладает более высоким быстродействием, что достигается путем исключения вспомогательного (третьего) усилителя из контура отрицательной обратной связи, охватывающей усилитель. в режиме выборки. Исключение вспомогательного третьего) усилителя, сОдержащего, по меньшей мере, два каскада, исходя только из необходимости согласования уровней напряжений на его входе и выходе, позволяет существенно улучшить амплитудно-частотную характеристику устройства и качество переходного процесса в режиме выборки. Это выражается в уменьшении времени выборки и увеличении максимально допустимой частоТы входного сигнала при заданных динамических погрешностях.Технико-экономический эффект от использования предложенного устройства выражается в увеличении быстродействия присохранении высокой точности. Применение предложенного устройства в аналого-цифровом канале ввода в ЦВМ позволяет повысить производительность канала, т. е. количество информации, передаваемой в единицу времени.формула изобретенияАналоговое запоминающее устройство, содержащее первый усилитель, первый неинвертирующий вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, вход первого ключа является входом устройства, второй усилитель, выч ход которого лвляется выходом устроиства и соединен с входом второго ключа, выход первого усилителя соединен с первым инвертирующим входом второго усилителя, .второй инвертирующий вход которого соединен с входом ключа, накопительный элемент, например конденсатор, третий ключ, шину нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с,целью повышения быстродействия устройства, в него введен повторитель напряжения, выход которого соединен с первом и вторым неинвертирующими7 966749 8 входами второго усилителя, второй не- инвертирующий вход которого соединен инвертирующий вход первого усилителя с щиной нулевого потенциала, а, второй соединен с одним из обкладок конден- инвертирующий вход - с неинвертируюсатора, с первым инвертирующим входом щими входами второго усилителя. повторителя и с входом третьего клю- Истоцники информации, ча, выход которого соединен с первым принятые. во внимание при эксйертизе инвертирующим входом первого усилите, Патент США М 3469112, ля и с виной нулевого потенциала, кл. С 11 С 27/00, опублик, 1969, другая обкладка конденсатора соедине. Авторское свидетельство СССР на с вторым инвертирующим входом и с 1 в й 611256, кл. С 11 С 27/ОО, 1976 (провыходом первого усилителя, второй не- тотип). Составитель А. ВоронинТехред З.Палий Корре Ога Редактор К. Волощу Заказ 7851/69 Тираж 622 Государственног елам изобретени ква, Ж, Рауш Подписноекомитета СССРи открытийая наб., д. 4/5 ИИ 1303 Ужгородул. Проектная,ент илиал ПП