Аналоговое запоминающее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК й й),рд) Сь 11 С 27/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОБРЕТЕНИЯЕЛЬСТВУ(7 1) Марийский орполитехнический икогона Дружбы народо титут им. М.Горь видетельство СССС 27/00, 1974,детельство СССРС 27/00, 1976 МИНАЮЩЕ ифференцикоторого ва, нак денсаторе,о соединенациальногорвого ключа с ого с динен повато упр ПИСАНИЕАВТОРСКОМУ Сви 088.8)с(54)(57) АНАЛОГОВОЕ 3 АПУСТРОЙСТВО, содержащееапьный усилитель, выходявляется выходом устройпительный элемент на коодна из обкладок которос первым входом диффереусилителя и с выходом пвторой ключ, выход котос другой обкладкой кондторитель напряжения, ши ния и шину нулевого потенциала, о л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его помехозащищеннос ти, в него введены элемент задержки, третий, четвертый, пятый и шестой ключи; причем первые входы первого, второго, третьего и четверто" го ключей соединены с шиной управления, первые входы пятого и шестого ключей соединены с выходом элемен та задержки, вход повторителя напряжения является входом устройства и соединен с вторым входом третьего ключа, выход которого соединен с вторыми входами первого и пятого ключей, выход повторителя напряжения соединен с входом четвертого ключа, выход которого соединен с вторыми входами второго и шестого ключей, выходы пятого и шестого ключей соединены с шиной нулевого потенциала, вход элемента задержки оединен с шиной управления, выход второго ключа соединен с вторым входом дифференциального ключа.1084Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве входного устройст" ва аналого-цифрового преобразователя для запоминания и хранения мгно 5 венных значений напряжений, а также в схемах квантования аналоговыхсигналов по времени,Известно аналоговое запоминающее устройство, включающее в себядва входных операционных усилителя,три ключа, накопительный элемент(конденсатор) и выходной операционный усилитель 1 ,Однако данное устройство не в5полной мере снижает просачиваниевходного сигнала на накопительныйэлемент в режиме хранения напряжения,Наиболее близким к изобретению20по технической сущности является .аналоговое запоминающее устройство,содержащее два входных операционныхусилителя, вторые входы которых являются входами устройства, а первыевходы соединены через пассивныеэлементы с выходами этих усилителей,которые через первый и второй ключисоединены с разными обкладками накопительного элемента на конденса -торе, причем выход первого ключасоединен также с входом повторителянапряжения, выход которого соединенс первым входом дифференциальногоусилителя, а выход второго ключа соединен со вторым входом дифференциального усилителя, первый выход которого является выходом аналоговогозапоминающего устройства АЗУ) 2 3,Недостатком известного устройстваявляется то, что во время храненияконденсатором запомненного напряжения при разомкнутых первом и втором ключах вследствие наличия паразитной емкости между входом ивыходом этих ключей при обработкескоростных динамических процессовпоявляется просачивание входногосигнала через разомкнутые ключина обкладки конденсатора, в результате чего выходной сигнал АЗУ зависит в определенной степени от изменения входного сигнала в режиме хранения.Цель изобретения - повышение помехозащищенности аналогового запоминаю 55щего устройства,Поставленная цель достигается тем,что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее дифференциальный усилитель, выход которого является выходом устройства, накопительный элемент на конденсаторе, одна из обкладок которого соединена с первым входом дифференциального усилителя и с выходом первого ключа, второй ключ, выход которого соединен с другой обкладкой конденсатора, повторитель напряжения, шину управления и шину нулевого потенциала, введены элемент задержки, третий, четвертый, пятый и шестой ключи, приМем первые входы первого, второго, тре- тьего и четвертого ключей соединены с шиной управления, первые входы пятого и шестого ключей соединены с выходом элемента задержки, вход повторителя напряжения является входом устройства и соединен с вторым входом третьего ключа, выход которого соединен с вторыми входами первого и пятого ключей, выход повторителя напряжения соединен с вторым входом четвертого ключа, выход которого соединен с вторыми входами второго и шестого ключей, выходы пятого и шестого ключей соединены с шиной нулевого потенциала, вход элемента задержки соединен с шиной управления,ф выход второго ключа соединен с вторым входом дифференциального ключа.На фиг, 1 изображена функциональная схема предложенного устройства;на фиг. 2 - эквивалентные схемыотдельных элементов известного ипредложенного устройств.Устройство содержит ключи 1-б,элемент 7 задержки, накопительныйэлемент на конденсаторе Я, дифференциальный усилитель 9, повторитель 10напряжения, шину 11 нулевого потенциала и шину 12 управления.Устройство работает следующимобразом,Входной аналоговый сигнал приходя на вход устройства, поступаетнепосредственно на второй вход ключа 3 и через повторитель 10 напряжения - на второй вход;.л:уча 4. Доприхода импульса выборки З,4,1 и 2разомкнуты, ключи 5 и 6 замкнуты,обкладки конденсатора 8 отключеныот источников входного сигнала.Устройство находится в режиме хранения,1084898 3Импульс выборки, поступающий нашину 12 управления, передним Фронтом п 1 оизводит замыкание ключей3,4,1 и 2 и размыкание ключей 5 и 6,причем размыкание последних происходит с некоторой задержкой во времени по отношению к времени замыкания ключей 3,4,1 и 2, котораяобеспечивается элементом 7 и равназадержке на распространение сигналов 10в ключах 1-6 ( 10-30 нс).В момент импульса выборки напряжение на конденсаторе 8 следит зафвходным напряжением. Задним фронтом импульса выборки происходит раэмыкание ключей 3,4,1 и 2 и замыкание ключей 5 и 6. Аналоговое чапоминающее устройство переходит врежим хранения. При этом ключи 3и 4 предотвращают замыкание входного 20сигнала через открытые ключи 5и 6 на шину 11, Напряжение с обкладок конденсатора 8 поступает навходы дифференциального усилителя 9,с выхода которого снимается наприжение, которое запоминает конденсатор 8 в момент размыкания ключей3,4,1 и 2,На Фиг. 2 а изображена эквивалентная схема одного плеча известногоустройства без входного операционного усилителя и выходного дифференциального каскада в режиме хранениенапряжения (вторая обкладка конденсатора заземлена),На схеме обозначены паразитнаяемкость С между входом и выходомразомкнутого ключа; сопротивлениеКр разомкнутого ключ (для полевыхтранзисторов В. -"1,0 ); емкость конденсатора Со, сопротивление К, равное суммарному сопротивлению утечкии входного сопротивления дифферен"циального каскада.Простыми расчетами можно показать,что на частотах входного сигнала), 2 10 , при Р10 см и С =Зпфтокчерез паразитную емкость превышаетток через сопротивление разомкнутого ключа примерно па два порядка,поэтому можно считать, что ток черезпаразитную емкость является определяющим. При этом эквивалентная схемапринимает вид, изображенный на фйг,йб.Коэффициент передачи такой схемыравенНаличие ключей 3 и 4, 5 и 6 и их соединение с элементом 7 задержки ЗО и другими элементами позволяетулучшить помехозащищенность устройства. Действительно, при отсутствии ключей 3 и 4, 5 и 6 и разомкнутых ключах 1 и 2 напряжение на конденса- З 5 торе 8 подвержено не только влиянию токов утечки, обусловленных конечными значениями сопротивления диэлектрика конденсатора 8 и входного сопротивления дифференциального уси лителя 9, но и токов, обусловленных наличием паразитной емкости между входами и выходами разомкнутыхключей 1 и 2. Даже при незначительных паразитных емкостях, значения .45 которых для полупроводниковых переключателей составляет несколько пикофарад, резкое изменение амплитуды напряжения на входе разомкнутого ключа, характерное для динами ческих процессов, ведет к просачиванию определенной части входного сигнала на обкладку конденсатора 8, которое изменяет напряжения на нем. Помеха от входного сигнала тем боль ше, чем выше скорость изменения входного напряжения и его динамический диапазон. л живых " вк"В 1 / (Псл+П)где Б - напряжение на конденсаторев режиме хранения;Б- напряжение на паразитнойемкости разомкнутого ключа. Рассмотрим эквивалентную схему одного плеча предложенного устройства(фиг. 2 в), также без входных и выходных цепей (вторая обкладка конденсатора 8 соединена с шиной нулевого потенциала), где г - сопротивление замкнутого ключа (обычно 50 - 200 Ом для полупроводниковых переключаталей).Первая половина схемыФиг. 2 б идентична схеме фиг. 2 а, поэтому рассмотрим левую половину этой схемы, которая с учетом того, что ток через паразитную емкость разомкнутого ключа является определяющим, принимает вид, представленный на Фиг,2 г. КоэФФициент передачи этой схемы равенНайдем отношение коэффициентов передачи схем, изображенных на Фиг.2 б и 2 г.Приняв, что входные напряжения равны для обеих схем, получим10ПЬЫх Ц, Д 1 О 2О фТаким образом, наличие дополнительных ключей 5 и 6, шунтирующих паразитную емкость (например, сток- исток у полевых транзисторов), разомкнутых ключей 3,4 1 и 2 на шину 11 уменьшает просачивание входного сигнала на конденсатор 8 на несколь- -0 ко порядков и исключает возможность влияния его на выходной сигнал устройства в режиме хранения. Кроме того, симметричная схема соединения ключей еще более улучшает его помехозащищенность.Наличие паразитной емкости между управляющим входом и цепью переключаемого сигнала почти у всех полупроводниковых переключателей приводитво время переключения к выбросамнапряжения или тока. Однако в предложенном устройстве благодаря тому,что управляющие сигналы подаютсяна ключи 1 -6 в противофазе, причемуправляющий импульс, размьЬающийключи 5 и 6, поступает на них с определенной временной задержкой поотношению к времени прихода управляющего импульса, замыкающего ключи1-4, образуются низкоомные утечкина шину 11, в результате чего компенсируются емкостные токи, возникающиепри переключении ключей, что уменьшает величину выбросов напряжения,При этом выбросы, возникающие в ключах 1-4 идентичны и поэтому еще более подавляются в дифференциальном усилителе 9, не пропускающим синфазные сигналы.Таким образом, введение дополнительных ключей и элемента задержки с соответствующими связями с другими элементами устройства позволяет улучшить его помехозащищенность.1084898 Составитель А. ВоронинС, Саенко Техред ТДубинчак Ко едак 3 аказ 202449ВНИИПИ Го Рир асударственного к ам изобретений и осква, Ж, Рауш одпис ное тета СС К и 1303 кая Ужгород,л, Ппоек"-;,