Аналоговое запоминающее устройство

Союз СоветскихСоцмалнстическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет ао Аелам изоеретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Государственный научно-исследовательский институттеплоанергетического приборостроения(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНА 0 ЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано для запоминания аналоговой информации и установках различногоназна чения,5Известно аналоговое запоминающееустройство, содержащее интегратор 11),Быстроцействие этих устройств ограничено, так как в них процесс запоминания непрерывного сигнала включает всебя промежуточное преобразование напряжения в частоту или несколько цикловсравнения запоминаемого сигнала с суммой цискретных сигналов,Из известных устройств наиболее близ-,ким к преплагаемому по технической сущности является аналоговое запоминающееустройство, содержащее переключатель,интегратор, вход которого соединен с перекидным контактом переключателя, один 2 Оиз контактов которого соецинен с входом устройства: межцу выхоцом интегратора и другим контактом переключателявключен блок коррекции, выполненный из широтно-импульсного модулятора (ШИМ),генератора высокой частоты (ГВЧ), двухтриггеров, цвух схем совпадения и узлаупсевления 2), Выходное напряжениеинтегратора преобразуется с помощьюШИМ в длительность импульсов, В начале каждого импульса ШИМ запускается ГВЧ, Число импульсов, генерируемыхГВЧ за время прохождения одного импульса ШИМ, пропорционально выходномунапряжению интегратора. Если это числооказывается четным, то блок коррекцииформирует напряжение отрицательной полярности, которое подается на вход интегратора и привоцит к увеличению его выходного напряжения, Через некоторое времянапряжение интегратора увеличивается настолько, что,число импульсов, генерируемыхГВЧ за время прохождения одного импульса ШИМ, увеличивается на единицуи становится нечетным, вслецствие чегоблок коррекции формирует напряжение положительнои полярности, а выхопное напряжение интегратора уменьшается, В ре 729640зультате повторения описанных процессовкомпенсируется дрейф выходного напряжения интегратора и это напряжение остается постоянным с колебаниями с малойамплитудой а устройство остается водном из устойчивых состояний, число которых равно числу импульсов, генерируемых ГВЧ за время прохождения одногоимпульса ШИМ,Точность работы этого устройства ограничена, так как при большом числе устойчивых состояний устройства даже незначительные изменения коэффициента передачи ШИМ и частоты следования импульсовГВЧ из-за воздействия помех и изменения 15питающих напряжений приводят к тому,что при напряжении на входе ШИМ, соответствующем четному числу импульсовГВЧ, фактическое число этих импульсовоказывается нечетным, При этом блок20коррекции формирует напряжение с поляр -ностью, противоположной по отношениюк.требуемой, вследствие чего система переходит в соседнюю точку устойчивого25равновесия, При многократном воздействии помех система, последовательно переходя из одного устойчивого состоянияв другое, теряет запомненную информациюф30Быстродействие этого устройства также ограничено, так как его принцип действия основан на преобразовании непрерывного сигнала в длительность импульсов,Целью изобретения является повыше 35ние точности и быстродействия аналогового запоминающего устройства,Для этого в аналоговое запоминающее устройство, содержащее ключ, первый вход которого соединен со входомустройства, интегратор, вход которого соединен с выходом ключа, а выход интегратора соединен с выходом устройствавведены последовагельно соединенные преобразователи напряжения и блок восстановления постоянной составляющей напряжения, выход которого подсоединен ко второму входу ключа, выход интегратора соединен со входом первого преоб 5 азователянапряжения, выход последнего преобразователя напряжении соединен с входом блока восстановления постоянной составляющей напряжения,На фиг, 1 показана функциональнаясхема предлагаемого устройства, на55фиг. 2 - временная диаграмма работыустройства,Аналоговое запоминающее устройствосодержит ключ 1, интегратор 2, блок. восстановления постоянной составляющей напряжения 3, преобразователи напряжения 4.1,4,2,4 14 л, Причем каждыйпреобразователь напряжения 4 выполненнапример, на операционном усилителе 5и двухпозиционном реле 6, гНа фиг, 2 приняты следующие обозначения переменных: 3 - сигнал навыходе интегратора 2 и входе преобразователя 4,1, У и У - соответственно сигналы на входах преобразователей 4,2и 4,3, , - сигнал на выходе преобразователя 4,3 и на входе блока 3, Ясигнал нв выходе блока 3, подаваемыйв режиме запоминания сигнала на входинтегоатора 2 (с помощью ключа 1); гнаибольшее значение сигналов 7/,.;"В режиме интегрирования связь междувыходом блока 3 и входом интегратора2 разомкнута ключом 1,Двухпозиционное реле преобразовываетсигналв соответотвлл с выражениемО ггргг г;О, "Ж -о (1)Я 1 г У ОгУго" 1; огде 2 - сигнал на выходе двухпозиционного реле и на втором входе операционного усилителя,В качестве двухпозиционного реле может быть использован компаратор, допол"ненный входной цепью смещения и выходной цепью ограничения сигнала,Операционный усиггительпреобразовывает сигнал в соответствии с выражением, =2; -а,) (2)где ф и- сигналы соответственнона входе и выходе операционного усилителя.Подставив вьгражение (1) в выражение (2), получаемГрафик зависимости сигнала г от сигнала У (смфиг,2), построенный в соответствии с выражением (3) при 1 =1, представляет собой ломанную линию 0-М- г(-ц, Из этой характеристики следует, что при изменении сигналаот О досигнал У дваждь изменяется по линейг 1 ому закгяу от 0 дои один раз - +;ачгм от г дгг О.Аналогично в соответствии с и - . раже)нием (3), при каждом измен. нии сиг нале(4) 25 от 0 по Ч, сигнал Ч изменяется цо линейному закону дважды от 0 по У ио один ряз - скачком от У по 0 (см например, участок О-М - 1 - (4 грчфцка зависимости сигналя Уот сигнала У ), 5 и так далее.В результате при изменении сигнала У от О до У сигналы У УэУ ця выходах преобразователей 4,1, 4.2, ,4 изменяются по линейному закону от 0 поа У - соответственно 2,4 2 ряз и 1,3,(2 -1) раэ - скачком от Упо О.Блок восстановления постоянной составляющей напряжения 3, в качестве которого может быть использован суммирую 15 ший усилитель постоянного тока, дополненный входной цепью смешения, преобразует сигнал в соответствии с выра- жением где пи Х - сигналы соответственно навходе и выходе блока 3,На фиг. 2 приведен график зависимости сигнала Х от сигнала У, построенный в соответствии с выражением (3) и(4) пля числа п преобразователей 4,14 п равного "3", Из рассмотрения этогограФика следует, что при изменении выходного сигнала У 1 интегратора 2 от 0до У сигнал Х изменяется от - 0,5 Удо 0,5 У по линейному закону 2 " рази от 0,5 Уо до -0,5 Уо - скачком, (2 п -1) 35раз, В соответствии с:-им графиком,если в момент времени, предшествующий,моменту переключения устройства изрежима интегрирования в режим запоми 40нация, сигнал Ч имеет значение, например, равное УА , то сигнал в этотмомент времени имеет значение, равноеУстройство работает слепую 1 цим об 45разом.Для переключения устройства иэ режима интегрирования в режим запоминания необходимо соединить вхоп интегратора 2 с выходом блока 3 с помощью50ключа 1, Г 1 ри этом на вход интегратора2 подается сигнал Х =Х имеющий положительную полярность, вследствие чеговыходной сигнал У интегратора 2уменьшается, По постижении сигналом Ч 455значения У,5 сигнал Х становится равным нупю, сигнал 1 перестает изменяться, Если в дальнейшем (например,из-зв воздействия помех) сигнал У иэмецится на некоторую величину, например,уменьшится о значения Ус, то сигналХ становится отоицвтепьным и равным-Х, что привепет к увеличению сигналаУ, т, е, восстановлению его значенияТаким образом, после переключения нз режима интегрирования в режимзапоминания устройство приходит в состояние устойчивого равновесия, при этомзапоминается значение выходного сигнала Ч интегратора, равное Ч.В зависимости от значения сигналаЧ, соответствующего моменту переключения иэ режима интегрирования в режим запоминания, устройство может прийти также и в любое другое устойчивоесостояние, причем число этих состояний,определяемое числом изменения полярности сигнала Х с отрицательной на положительную при изменении Ч от 0 до/д, равно 2, Точность запоминаниясигнала повышается с увеличением числаустойчивых состояний, т, е, с увеличениемчисла преобразователей 4,14 д устройства, Это увеличение не приводит к потере устойчивости устройства в режиме запоминания, тяк как известно, что устойчивость замкнутой системы, составленной из опного интегратора и несколькихбезинерционных звеньев преобразователей 4,1,4 о и блока 3, не нарушаетсяпри увеличении числя беэинерционныхзвеньев,Устройство имеет достаточно высокуюпомехоустойчивостьПри малейшем изменении выходногосигнала Ч интегратора 2 из - за воздействия помех в режиме запоминания навход этого интегратора немедленно поступает по замкнутому контуру усиленный сигнал Х отрицательной обратнойсвязи, который восстанавливает прежнее значение сигнала ЧУстройство имеет высокое быстродействие, твк квк все его блоки преобразователи 4,1,4 ии блок 3, используемыедля запоминания выходного сигнала интегратора, являются беэинерционными,Использование новых блоков преобразователей и блока восстановителей постоянной составляющей напряжения в аналоговом запоминающем устройстве повышает его точность помехоустойчивостьи быстродействие,Формула изобретения Аналоговое запоминаюшее устройство,содержащее ключ, первый вход которого7 729640 В соединен со входом устройства, интегратор, преобразователя напряжения, выход посвход которого соединен с выходом ключа, а лепнего преобразователя напряжения соевыход интегратора соединен с выходом уст- динен со входом блока восстановления посройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, тониной составляющей напряжения, о пельюповышения точности и быстродействияИсточники инФормации, устройства, внего введены последовательно принятые во внимание при экспертизе соединенные преобразователи напряжения 1, Патент США 3784919, кл, 328-127. и блок восстановления постоянной состав- опублик, 1974. ляющей напряжения, выход которого под. Авторское свидетельство СССР соединен ко второму входу ключа, выход 30 473218, кл, Э 11 С 27/00, 1973 интегратора соединен со входом первого (прототип).729640 иа Соста вительТехред "С, Мнг розо каз 1290/ д. 4/5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проект Тираж 66 НИИПИ Государстве по делам изобре 3035, Москва, Ж ина йкоорректр В, Синица Подписное ого комитета СССР яий и открытий , Раушская наб