Устройство выборки и хранения

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. с прнсоединениеш заявки 1 ттН 03 К 7/60 1 Ьеудеретвеей кемитет СССР ве делам иаабретеннй к еткрнтнй(088.8) Опубликовано 15,04,82, Бкмлетень йа 14 Дата опубликования описания 16.04 .82 А. М. Ильянок и В; Е. Ямl ,гБелорусский ордена Трудового Кр с,ного, Знаменигосударственный университет им. ф,.,И. Ленинаи Специальное конструкторско-те нологическое бюрос опытным производством при Бел русстсем ордена1 К Н " тЕ,,университете им. В. И. Ленина(54) УСТРОЙСТВО ВЫБОРКИ И ХРАНЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано , в частности в устройствах преобразования информации.Известно устройство выборки и хранениями содержащее коммутируемый дифференциальныц каскад, 1 оковые , переключатели, генераторы тока и истоковый. повторитель 11.Однако известное ус 1 ройство не отличается высокой точностью и достаточно высоким быстродействием.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство выборки и хранения, содержащее дифференциальный усилитель, база первого транзистора которого соединена с шино источ - ника входного напряжения,оаза второго транзистора соединена с выходной . шиной, а эмиттеры через коллекторно-эмиттерный переход первого транзистора токового переключателя - с первым выводом первого источника тока, второй вывод которого подключен к отрицательной шине питания,базы транзисторов токового переключателя подключены к шинам истпчни 5ка управляющего напряжения колФлектор первого,транэистсра дифференциального усилителя соединенс эмиттером вспомогательного транзистора, база которого соединена санодом первого диода, катод которорого подключен к коллектору второготранзистора функционального усилителя, затвор полевого транзисторачерез накопительный конденсатор со-.единен с земляной шиной, сток- сположительной шиной питания, ивторой, источник тока, одним выводом подключенный к отрицательнойгшине питания .21,Однако известное устройство неотличается высокой точностью ибыстродействием.Цель изобретения - повышениебыстродействия и точности.Для достижения этой цели в устройство выборки и хранения, содержащее дифференциальный усилитель, база первого транзистора которого соединена с шиной источника вход ного напряжения, база второго транзистора соединена с выходной ши-, ной, а эмиттеры через коллекторно-эмиттерный переход первого тран" зистора токового переключателя - с 10 первым выводом первого источника тока, второй вывод которого подключен к отрицательной шине питания; базы транзисторов токового переключателя подключены к шинам ис ф точника управляющего напряжения, кол. лектор первого транзистора дифференциального усилителя соединен с эмиттером вспомогательного транзистора, база которого соединена с анодом первого диода, катод которого подключен к коллектору второго транзистора дифференциального усилителя, затвор полевого транзистора через .накопительный конденсатор 23 соединен с земляной Шиной, сток - с положительной шиной питания, и второй источник тока, одним выводом подключенный к .отрицательной шине питания, введены два тран зисторных отражателя тока, два эмиттерных повторителя на транзисторах разного типа проводимости делитель тока на двух трайзисторах, два дополнительных транзистора разного типа проводимости, транслятор уровня в виде стабилитрона и диод, причем эмиттеры транзисторов делителя тока соединены с коллектором второго транзистора пе" реключателя тока, базы - с выходной шиной, вторым выводом второго источника и через стабилитрон - с истоком полевого транзистора, коллектор первого транзистора делителя тока подключен к входной шине первого отражателя тока, подключенного к положительной шине питания, выходная шина первого отражателя тока соединена с базой р-и"р тран 50 зистора первого эмиттерного повторителя,коллектором второго транзистора дифференциального усилителя и эмиттером дополнительного транзистора р-и -р типа, коллектор которого соедиИ нен с отрицательной шиной питания, а база - с истоком полевого тран зистора и базой дополнительного транзистора и-р-и типа, коллектор которого соединен с положительной шиной питания, а эмиттер - с базой. и "р-п транзистора второго эмиттерного повторителя, анодом дополнительного диода, катод которого соединен с анодом первого диода, и выходной шиной второго отражателя тока, подключенного к положительной шине питания, входная шина второго отражателя тока подключена к кол" лектору вспомогательного транзистора коллектор п "р-и транзистора второго эмиттерного повторителя соединен с положительной шиной питания, а эмиттер " с затвором полевоГо транзистора и эмиттером р-и "р.транзистора первого .эмиттерного повторителя.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.Устройство содержит источник 1 входного напряжения,. дифференциальный усилитель 2 на транзисторах 3 и 4, токовый переключатель 5 на транзисторах 6 и 7, эмиттерами соединенными с первым источником 8 тока, базами подключенных к шинам источника 9 управляющего напряжения, накопительный конденсатор 10, истоковый повторитель 11 на полевом транзисторе, транслятор уровня на стабилитроне 12, выходную шину 13, второй источник 14 тока, делитель 15 тока на транзисторах 16 и 17, первый отражатель 18 тока на транзисторахдва эмиттерных повторителя 19 на транзисторах 20 и 21, диоды 22 и 23, вспомогательный транзистор 24, второй отражатель 25 тока на транзисторах и два дополнительных транзистора 26 и 27.В режиме выборки со схемы управления источник 9) поступает сиг; нал на управляющие входы токового переключателя 5, открывающий транзистор 6. Последний подключает эмиттеры транзисторов 3 и 4 дифференциального усилителя 2, к источнику 8 тока. На базу транзистора 3 от источника 1 входного напряжения поступает сигнал, который усиливается дифференциальным усилителем 2 совместно с отражателем 25 тока и через эмиттерные повторители 19 заряжает накопительный конденсатор 10.Отрицательная;обратная связь по входному сигналу образуется про7 4ние на базе транзистора 21 ниже нап"ряжения на эмиттере, а транзистора20 - выше , эмиттерные.повторители 19 закрываются. На накопительном конденсаторе 10 остается напряжение, равное входному в этот моментпереключения.Таким образом, за счет выравнивания напряжения на коллекторах транзистора дифФЕренциального усилите-,ля 2.посредством транзистора 24 идиода 22 уменьшаются ошибки:. смещения, вызванные эффектом модуляции ширины, базового перехода н разницейрассеиваемой мощности на входных тран-зисторах 3 и 4. Применение в качестве динамической нагрузки дифференциального усилителя 2 , отражателя 25 тока увеличивает коэффициент петлевого усиления в однокаскадном ОУ в два раза, Заряд накопительного конденсатора 10 источником напряжения- эмиттерньвки повторителями 19 увеличивает площадь усиления (мощность ОУ), а следова.тельно, увеличивает быстродействиеи точность в режиме выборки, При переходе из выборки в хранение перепады напряжений на базе-эмиттер транзисторов 20 и 21 фиксируется транзисторами 26 и 27 на уровне фс 0,7 В,что позволяет увеличить скорость перезаряда параэитных емкостей - уменьшается апертурное время.В режиме хранения вход устройстваотделен от накопительной емкостизакрытыми транзисторами 3,4, 20 и,21,что уменьшает прохождение входного сигнала на выход устройства. более80 дБ. Это обстоятельство позволяет регистрировать сигнал в широкомдинамическом диапазоне (входной сиг-.нал логарифиировви 1 Кроме того, применяя транзисторы 20 и 21 с одинаковыми обратными токами, можно компенсировать токи утечки с накопительного конденсатора 10.Выходное сопротивление устроА-.ства в режиме хранения возрастаети определяется выходным сопротивле-.нием истокового повторителя , таккак разрывается ООС. Переходные процессы, вызванные отключаемым токомбазы транзистора 4, компенсируютсятоками баз транзисторов 16 и 17,что уменьшает амплитуду и времяпереХодного процесса как из режима хранения - выборка так и выборкахранвние,5 92108хождением сигнала с накопительногоконденсатора 10 через истоковый пов- .торитель 11 и транслятор уровня на/стабилитроне 12 на выходную шину13 и базу транзистора 4, ток источника 14, протекая по истоковому повторителю 11дает начальное смещение напряжения затвор -исток, равное нулю. Падение напряжения натрансляторе уровня - стабилитроне 1912 .определяет рабочее напряжениена коллекторе транзистора 4.Диоды 22 и 23 смещения включенные в цепь динамйческой нагруз 1 и,создают начальное рабочее смещениетранзисторов 20 и 21.Напряжение в общей точке диодов,22 и 23 , эмиттера транзисторов 20и 21 и истока полевого транзистораприблизительно равны. Транзистор 24, 20включенный между коллектОром транзистора 3 и входом отражателя 25 токана процесс усиления не влияет, атолько выравнивает коллекторные нап.ряжения транзисторов 3 и 4.25Дополнительные транзисторы 26 и27 закрыты, Напряжение на эмиттеретранзистора 26 равно напряжению на,его базе, так как радение напряжения на диоде 23 больше напряжения, щв общей точке соединения диодов22 и 23 на величину 0,7. Соответ-ственно дополнительный транзистор27 закрывается падением напряжения на диоде 22, .1 ЗЮВ режиме хранения со схемы управления (источник 9) поступает сигнал науправляющие входы токового переклю-чателя 5, Закрывается транзистор 6и открывается транзистор 7.Дифференциальный усилитель 2,транзистор 24, диоды 22 и 23, отражатель 25 тока обесточнваются,Ток источника 8 протекает через транзистор 7 и транзистор 16 делителя15 тока, отражатель 18 тока, Ток,протекающий через транзистор 17, равен выходному току отражателя 18тока, Под действием этих токовтранзисторы 26 и 27 открываются.Напряжение на эмиттере транзистора26 на0,7 В ниже напряжения егобазы, а напряжение на эмиттере транзистора 27 выве соответственнона -0,7 В. Так как напряжение набазах транзисторов 26 и 27 равно нап"5ряжение н затворе полевого тран,зистора (условие равенства напряжения за 11 пр-исток), то ндпряже7 921087 8формула изобретения кового переключател Устройство выборки и хранения, содержащее дифференциальный усилитель, база первого транзистора которого соединена с шиной источника входного напряжения, база второго транзистора соединена с выходной:шиной,а эмиттеры через коллекторно-эмиттерный переход первого транзистора токового переключателя - с первым выводом первого иск точника тока, второй вывод которого подключен к отрицательной шине питания, базы транзисторов токо. вого переключателя подключены к шинам источника управляющего напряжения, коллектор первого транаистора дифференциальногр усилителя соединен с эмиттером вспомогательного транзистора, база которого соединена с анодом первого диода, катод которого подключен к коллектору второго транзистора дифференциального усили-.." ) теля, затвор полевого транзистора через накопительный конденсатор соединен с земляной шиной , стокс положительной шиной питания, и второй источник тока, одним выводом подключенный к отрицательной шине питания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, введены два транзисторных отражателя тока, два эмйттерных повторителя на транзисторах разного тйпа проводимости, делитель тока на двух транзисторах, два дополнительных транзистора разного типа проводимости, транслятор уровня в виде стабилитрона и диод, причем эмиттеры тран" зисторов делителя тока соединены с .:коллектором второго транзистора тоя, базы - с выходной шиной, вторым выводом второго ис-точника тока и через стабилитрон - систочкои полевого транзистора, кол лектор первого транзистора делителя тока подключен к входнбй шине первого отражателя тока, подключенногок положительной шине питания, выходная шина первого отражателя тока со:единена с базой р-п -р-транзистора пер-,вого эмиттерного повторителя, кол.лектором второго транзистора дифференциального усилителя и эмиттероидополнительного транзистора р-и "р" 1чипа) каллектор которого соединен сотрицательной шиной питания, а ба ас истоком полевого транзистора и базой дополнительного транзистора.и "р-т)-типа, коллектор которого соеди нен с положительной шиной питания, аэмиттер - с базой и -р-п -транзистора второго эмиттерного повторителя,анодом дополнительного диода, катодкоторого соединен с анодом первого 2 диода, и выходной шиной второго отражателя тока, подключенного к положительной шине питания, входная шинавторого отражателя тока подключенак коллектору вспомогательного тран- ЗО зистора, коллектор и -р-и -транзисторавторого эмиттерного -повторителя соединен с положительной шиной питания,а эмиттер- с затвором полевого транзистора и эииттером р-и -р-транзистоЗ ра первого эмиттерного повторителя. Источники информации;принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Ф 3.643,110,40 кл. Н 03 К 17/60, 1971.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2807883/18-21кл. Н 03 К 17/60, 07,08.79(прототип).92108 У 74 Тирам 954НИИПИ Государственного комипо делам изобретений и13035, Москва, Ж, Раушс Подписитета СССРткрытий,ая наб., д. 4 Заказ 238 Патент", г. Ужгород ул. Проектная, 4 Составитель Л, Багяндактор С. Запесочный Техред М.Гергель КорректорЕ,