Аналоговое запоминающее устройство

1531173 тавленная цель достигается за счетвведения в устройство третьего операционного усилителя (ОУ) 14, третьего4 и четвертого 5 пассивных элементовна резисторах. В режиме хранения ключи 6- 11 устанавливаются в разомкнутоесостояние. При этом конденсатор 1 спомощью ключей 6 и 8 подключен к выходу и инвертирующему входу ОУ 13, си 1- 10нал с выхода которого поступает навыход 17 через ключ 6, Данный ОУ поддерживает на выходе напряжение, запомненное на конденсаторе 1, ОУ 12 Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к запоминающим устройствам, и может быть использовано в системах сбора и обработки информации в качестве аналогового запоминающего устройства.Целью изобретения является умень шение времени выборки и повышение точности устройства.На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства,Устройство содержит накопительныйэлемент на конденсаторе 1, пассивныеэлементы 2-5 на резисторах, ключи-11 и операционные усилители 12-14,управляющий вход 15 устройства, информационный вход 16 устройства, выход 17 устройства и шину 18 нулевого потенциала устройства.Аналоговое запоминающее устройствоработает следующим образом. 40В режиме хранения на вход 15 прихо.дит нулевой уровень сигнала, при этомключи 6-11 устанавливаются в нормально разомкнутое состояние, При этомконденсатор 1 с помощью ключей Ь и 8 45подключен к выходу и инвертирующемувходу операционного усилителя 13,сигнал с выхода когорого посгупаегна выход 17 через ключ 6. С помощьюоперационного усилителя 13 на выходе17 поддерживается в режиме хранениянапряжение, запомненное на конденсаторе 1. Элемент 2 с помощью ключейи 9 подключен между инвертирующимвходом и выходом операционного усилителя 12, Элемент 4 подключен ключом 9 между входом 16 и инвертирующим входом операционного усилителя12. работает в режиме инвертора. Ключи 10и 11 замыкают ОСС ОУ 14, который работает при этом как источник нулевогонапряжения, В режиме выборки конденсатор 1 подключается к источнику нулевого потенциала на ОУ 14 с помощьюключей 10 и 11Выходные и входныенапряжения на ОУ 12 и 14 в режиме выборке и ОУ 13 в режиме хранения, атакже при переходе из одного режимав другой одинаковы,а время их усгановления при переключениях минимально.1 ил,Таким образом, операционный усилитель 12 работает в режиме инвертора. Ключи 10 и 11 замыкают отрицательную обратную связь операционного усилителя 14, который работает при этом как источник 0 напряжения. Между его выходом и входом 16 подключен элемент 5, а между его выходом и выходом 17 - элемент 3, В режиме хранения токи утечки ключей 8, 10 и 11 практически не сказываются на погрешность хранения информации, так как они незначительны ввиду того, что все входы и выходы ключей находятся практически под одним "нулевым потеницалом. При использовании высококачественных операционных усилителей разность потенциалов между ними не превышает единиц (и даже десятых долей) милливольт.Токи утечки аналоговых ключей 6 и 7 также практически не оказывают влияния на выходной сигнал, так как замкнуты через малое выходное сопротивление охваченного отрицательной обратной связью операционного усилителя 13, которое определяется из выра- жения К 13+КЬКвых К 13где К ы- выходное сопротивление аналогового запоминающего устройства в. режиме храненияК 13 - выходное сопротивление опе-.,рационного усилителя 13,не охваченного отрицательной обратной связью; КЬ - сопротивление между входом и нормально замкнутым выходом ключа Ь,5 15311К 13 - коэффициент усиления операционного усилителя 13 безобратной связи.Выбрав сопротивление элементов 4 и 5, равными К, имеем входное сопротивление аналогового запоминающего устройства К = 0,5 К.В режим выборки устройство переходит после подачи на вход 15 сигнала 10 единичного уровня, При этом ключи 6- 11 переключаются в состояние, в котором с их информационными входами соединены нормально разомкнутые выходы. 15В режиме выборки одна обкладка конденсатора 1 подключается к выходу источника нулевого напряжения на операционном усилителе 14 с помощью ключей 10 и 11, Другая обкладка конденсатора 1 с помощью ключа 7 подключается к источнику проинвертированного входного напряжения на операционном усилителе 12, в котором с помощью ключей 1 и 9 в цепь обратной связи включен элемент 3, а к входу 16 подключен элемент 5.В операционном усилителе 13 с помощью ключей 6 и 8 в цепь обратной связи включен элемент 2, а ко входу 16 подключен элемент 4,На выходе 17 действует напряжениеКЗК 5 (ь фгде 06 - входное напряжение на входе16,ВЗ - сопротивление элемента 3 40К 5 - сопротивление элемента 5.В то же время на нормально разомкнутом выходе ключа Ь напряжение равно45К 206К 4 фгде К 2 - сопротивление элемента 2,К 4 - сопротивление элемента 4.Минимальное время установления операционных усилителей 12 и 13 при переключениях иэ режима выборки в режим хранения и обратно будет при 0=0,7, что достигается в случае, когдеК 4=К 5=К; 73 6где К - коэффициент отношения резисторов.При этом напряжение на выходе операционного усилителя 12 одинаково как в режиме выборки, так и в режиме запоминания, и соответственно, время его установления минимально.Токи утечки ключей 6-11 практически не влияют на точность заряда конденсатора 1, так как их информацион- ные входы и выходы находятся под одним нулевым потенциалом,Сопротивления замкнутого ключа 11 и его температурные и временные изменения также практически не влияют на точность заряда конденсатора 1, так как обратная связь на инвертирующий вход операционного усилителя 14, работающего в режиме повторителя с помощью ключа 10, подключена непосредственно к конденсатору 1.Выходное сопротивление источника нулевого напряжения на операционном усилителе 14, подключенного к конденсатору 1, равно:К 14+К 11КК 14 фгде К,- выходное сопротивление источника "0" напряжения,подключенного к одной изобкладок конденсатора 1,К 14 - выходное сопротивление операционного усилителя 14 безобратной связи;К 11 - сопротивление нормальнозамкнутого выхода-входаключа 11;К 14 - коэффициент усиления операционного усилителя 14без обратной связи.На точность заряда конденсатора 1 также практически не сказывается сопротивление замкнутого ключа 7 и его температурные и временные дрейфы, так как резистор обратной связи КЗ у операционного усилителя 12, работающего в режиме инвертора, подключен непосредственно к первому выводу конденсатора 1.Выходное сопротивление источника сигнала на операционном усилителе 12, подключенного к первому выводу конденсатора 1, равно;где К - выходное сопротивление источника сигнала, подключенного к первому выводу конденсатора 1;К 12 - выходное сопротивление опе 5рационного усилителя 12беэ обратной связи;К 7 - сопротивление нормальнозамкнутого выхода-входа1 Оключа 7;К 12 - коэффициент усиления операционного усилителя 12без обратной связи.Активное сопротивление, через которое производится заряд емкости С 1, равно К 1 = К , + КПри использовании прецизионных операционных усилителей К 1 измеряется единицами-десятками миллиом, что на 4-5 порядков меньше, чем в известных, и, соответственно, меньше постоянная заряда конденсатора Ъ 1 = К 1 С 1 и выше быстродействие в режиме выборки.25Из-за малой величины К 1 можно использовать в предложенном аналоговом запоминающем устройстве конденсатор С 1, имеющий в несколько раз большую емкость, чем в известных. Это в нес- ЗО колько раз снижает погрешности, связанные с токами утечки, погрешностью переключения и прямым прохождением аналоговых и управляющих сигналов.35Входные и выходные напряжения на операционных усилителях 12 и 14 в режиме выборки и в режиме запоминания и операционного усилителя 13 при переходе из режима выборки в режим эапо О минания одинаковы, поэтому время их установления при переключениях минимально. Также одинаковы напряжения опера ционного усилителя 13 при переключении из режима выборки в режим запоминания и соответственно минимальноего время установления при данном пере-ключении, а установление операционного усилителя 13 при переключении из режима запоминания в режим выборки происходит независимо от заряда конденсатора 1 (одновременно с зарядом конденсатора 1, а не последовательно во времени, как в известных), что также увеличивает быстродействие выборки навремя установления операционного усилителя. Формула изобретения Аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент на конденсаторе, первая обкладка которого соединена с первыми выходами первого и второго ключей, третий ключ, первый выход которого соединен с первым выводом первого пассивного элемента на резисторе, четвертый ключ, управляющий вход которого является управляющим входом устройства и соединен с управляющими входами первого, второго, третьего, пятого и шестого ключей, первый операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с информационным входом четвертого ключа, выход первого операционного усилителя соединен с информационным входом второго ключа, второй операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с информационным входом третьего ключа, второй пассивный элемент на резисторе, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени выборки и повыше ния точности устройства, в него введены третий операционный усилитель, третий и четвертый пассивные элементы на резисторах, первые выводы которых объединены и являются информационным входом устройства, вторые выводы резисторов третьего и четвертого пассивных элементов соединены с вторым выводом резистора первого пассивного элемента и первым выводом резистора элемента второго пассивного соответственно, второй выход третьего ключа соединен с первыми выходами пятого и шестого ключей и второй обкладкой конденсатора, первая обмотка которого является выходом устройства, неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с неинвертирующими входами второго и третьего операционных усилителей и шиной нулевого потенциала устройства, инвертирующий вход третьего операционного усилителя соединен с информационным входом шестого ключа, второй выход которого соединен с вторым выходом пятого ключа, первым выходом четвертого клю" ча и вторым выводом резистора четвертого пассивного элемента, второй выход четвертого ключа соединен с вторым выводом резистора третьего пассивного элемента, вторые выходы первогоЗаказ 7963/54 Тираж 558 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 У 1531173 и второго ключей соединен с вторым второго выводом резистора первого пассивного второго элемента, первый выход второго ключа динен с соединен с вторым выводом резистора ключа. пассивного элемента, выходоперационного усилителя соеинформационным входом первого