Аналоговое запоминающее устройство

(72) Автор изобретения Н. Сокол 71) Заявител 4) АНАЛОГОВОЕ ЗАПО ЕЕ УСТРОЙСТВО ходу выходнотор, один из чен к входу подключен к вь ход подклю инвертора. В основного кавходной усили запоминающий усилитель,ум близительусиленияя 21. т ойств ичигреш" певанным ниявызыстных устр ющие огран шности: по ия за счет о устройст информацио переключе решности, мехами по ными навод Изобретение относится к циФровым системам связи, системам сбора информации, вычислительной технике и электроизмерениям.Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее усилитель, ключи, накопительные конденсаторы и элементы коррекции статической погрешности 11.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аналоговое запоминающее устройство, которое содержит входной усилитель, один из входов которого является входом устройства, другой подключен к выходу усилителя-инвертора, на конительный конденсатор, одна из обкладок которого подключена к шине нулевого потенциала, другая обкладка подключена к входу выходного уси о лителя, выход которого является вы" ходом устройства, и через ключ к выходу входного усилителя, демодулятор, вход которого подключен к выго усилителя, и сумма- входов которого подклюустройства, другой вход выходу демодулятора, а чен к входу усилителя- этом устройстве дрейф нала, включающего в себя тель, электронный ключ, конденсатор и выходной еньшается в число раз, но равное коэффициенинвертирующего усилиК недостаткам изв следует отнести след вающие точность погр ность в режиме хране резаряда запоминающе конденсатора входным сигналом, погрешност в режим хранения, но ваемые импульсными и пям питания и импуль3 94215 на сигнальные цепи; погрешности, вызываемые нелинейностью входного усилителя, ключа и выходного усилителя.Величина погрешности в режиме хранения за счет перезаряда запоминающего конденсатора входным сигналом определяется величиной паразитной емкости закрытого ключа, а также скоростью изменения сигнала, Эта ошибка может быть значительной в 1 О быстродействующих аналоговых запоминающих устройствах ( АЗУ) .В указанных устройствах для получения малой ошибки повторения входного сигнала в режиме записи выбирают малую величину постоянной времени заряда запоминающего конденсатора. Величины В и С составляют обыц но десятые доли единицы ом и единицы десятки пикофарад. В этих условиях; величина паразитной емкости даже наиболее быстродействующих ключей, построенных на быстродействующих импульсных диодах, сравнима по величине с емкостью запоминающего конден сатора. Образующийся емкостный делитель из паразитной емкости ключа и емкости запоминающего конденсатора является причиной ошибки АЗУ в режиме хранения, Погрешность переключения в режим хранения определяется главным образом, прохождением фронта сигнала переключения ключа через паразитную емкость ключа на емкость запоминающего конденсатора. Цель изобретения - повышение точности устройства,Поставленная цель доСтигается тем,что в аналоговое устройство АЗУ,содержащее первый усилитель, одиниз входов которого соединен с выходоминвертора, сумматор, первый вход которого является входом устройства, выход сумматора подключен к входу ин 45вертора, демодулятор, выход которогосоединен с вторым входом сумматора,первый выход первого усилителя сое"динен с входом первого ключа, первыйнакопительный элемент, например первый конденсатор, одна из обкладок ко-торого соединена с выходом первогоключа и с первым входом второго усилителя, выход которого является выходом устройстве, другая обкладка пер"ваго конденсатора соединена с шинойнулевого потенциала, вход демодулятора соединен с выходом второго усилителя, введены Фильтр высокой цас 3 фтаты, второй., третий и четвертый накопительные элементы, например конденсаторы, и второй ключ, вход которого соединен с вторым выходом первого усилителя, выход второго ключа соединен с вторым входом второго усилителя и с одной из обкладок второго конденсаторадругая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, одни из обкладок .третьего и четвертого конденсаторов соединены соответственно с выходами первого усилителя, другие обкладки третьего,и четвертого конденсаторов соединены соответственно с входами второго усилиеля, вход фильтра высокой цастоты соединен с первым входам сумматора, выход Фильтра высокой цастоты соединен с другим входом первого усилителя.На чертеже изображена Функциональная схема предлагаемого устройства.Устрайство содержит фильтр 1 высокой частоты, усилители 2 и 3, клю- . чи 4 и 5, накопительные элементы, например конденсаторы б, демодулятор 10, сумматор 11, инвертор 12 и шину 13 нулевого потенциала.Устройство работает следующим образом.Входной сигнал,.например полный сигнал цветного вещательного телевидения, с входа устройства через фильтр 1 поступает на усилитель 2. Усилитель 2 имеет два выхода, сигналы на которых противофазны и имеют одинаковый размах, выходные сопротивления выходов равны друг другу. С выходов усилителя 2 сигнал передается по двум одинаковым каналам, Сигнал первого канала проходит по цепи:первый выход усилителя 2, первый ключ 4, конденсатор 6, первый вход усилителя 3. Сигнал второго канала проходит по цепи второй выход усилителя 2, ключ 5, конденсатор 7 второй вход усилителя 3.Разность сигналов. каналов усиливается усилителем 3 и поступает на выход устройства. Устройство имеет следующие режимы работы.Режим переключения из стадии запоминания сигнала в режим хранения. Погрешность устройства в этом режиме определяется, главным образом, пРохождением Фронта сигнала переключения ключей 4 и 5 церез5 5паразитные емкости этих ключей наемкости соответственно конденсаторовби 7.В случае, если ключи 4 и 5 управляются одним и тем же сигналом,т.е. одновременно размыкаются и замыкаются, то нежелательные переходные процессы, вызываемые прохождением фронта сигнала переключения,будут восприниматься усилителем 3как синфазная помеха и будут ослаблены на выходе устройства тем больше, чем более идентичны каналы ичем больше коэффициент ослаблениясинфазных напряжений усилителя 3.Режим хранения. В этом режиме одновременно размыкаются ключи 4 и 5,При отсутствии конденсатора 8 зарядна конденсаторе 6 не сохранялся бывследствие перезаряда конденсатора6 входным сигналом, имеющимся на первом выходе усилителя 2, через паразитную емкость ключа 4. Аналогичнопри отсутствии конденсатора 9 зарядна конденсаторе 7 не сохранялся бывследствие перезаряда конденсатора7 входным сигналом, имеющимся навтором выходе усилителя 2, черезпаразитную емкость ключа 5, Величина ошибки тем больше, чем больше величины паразитных емкостей ключей4 и, 5 и чем выше скорость изменения, входного сигнала.уменьшение погрешности, вызываемой паразитной емкостью ключа 4, достигается в устройстве за счет введения конденсатора 8, на который подается сигнал второго канала, противофазный сигналу первого канала, в цепь которого включен ключ 4. Если величина компенсирующей емкости равна величине паразитной емкости ключато ошибка может быть исключена,Аналогично уменьшение погрешности . вызываемой паразитной емкостью клю" ча 5, достигается за счет введения конденсатора 9, на который подается. сигнал первого канала. Полная компенсация достигается при равенстве емкостей компенсирующей и паразитной.Режим записи. В этом режиме одновременно замыкаются ключи 4 и 5. Конденсатор 6 заряжается через замкнутый ключ 4 током первого выхода усилителя 2. Конденсатор 7 заряжается через замкнутый ключ 5 током второго выхода усилителя 2 и через конденсатор 9.током перврго выхода усилителя 2. бНаличие дополнительной, по сравнению с известным устройством, цепи заряда конденсатора 6 через конденсатор 8 и конденсатор 7, а также через конденсатор 9 приводит к увеличению ошибки повторения на конденсаторе 6 выходного напряжения первого выхода .усилителя 2 и на конденсаторе 7 напряжения второго выхода усилителя 2 Эти ошибки приводят к дополнительным линейным искажениям преобразуемого сигнала, Для компенсации этих искажений включен фильтр 1. фильтр 1 может быть выполнен на пассивных элементах и поэтому не вносит погрешностей устройства за счет дрейфа.Во всех режимах работы устройстваусилитель 3 усиливает только разность20 напряжений, имеющихся на конденсаторах 6 и 9 в параллельных каналахи поэтому импульсные помехи по цепям питания и импульсные наводки насигнальные цепи в значительно мень 25 шей степени, чем в одноканальном аарианте, сказываются на выходном сигнале устройства. Степень компенсации этих помех зависит от симметричности схемы, т,е. от симметричностиЗе конструкции и степени идентичности.элементов в параллельных каналах прохождения сигнала, При полной симметричности схемы степень подавления вышеперечисленных помех будет определяться коэффициентом подавления синфазных составляющих усилителя 3.В предлагаемом устройстве на выходе усилителя 3 происходит компенсация четных гармоник, вносимых элементами параллельных каналов (усилительными элементами усилителя 2,элементами ключей 4 и 5 и усилительными элементами усилителя 3).Таким образом, в предлагаемомустройстве удается значительно уменьшить нелинейные искажения преобразуемого сигнала,фйльтр 1, усилитель 2, ключи 4и 5, усилитель 3 составляют основной канал прохождения сигнала.Демодулятор 10, сумматор 11 и инвертор 12 составляют дополнительныйканал компенсации дрейфа напряжения смещения), работа которого аналогична работе известного устройства.:Выходной сигнал с выхода устройства поступает на демодулятор 10,. который восстанавливает первоначаль" ную форму исходного входного сигнала.35 ао На сумматор 11 поступают два сигнала, сдвинутые по Фазе на 180 ф, с входа устройства и с выхода демодулятора 10, имеющие при отсутствиидрейфа одинаковые уровни. Сумматор 11 суммирует входные сигналы и выделяет сигнал, пропорциональный только напряжению смещения, Этот сигнал усиливается и инвертируется инвертором 12 и подается как корректирующий дрейф сигнал; на прямой вход усилителя 2.Таким образом, предлагаемое устройство обладает повышенной по сравнению с известным точностью за счет уменьшения погрешности, вызываемой ошибкой перезаряда конденсаторов через паразитную емкость закрытого ключа информационным сигналом в режиме хранения, уменьшения погреш" ности переключения в режим хранения, уменьшения погрешностей, вызываемых импульсными помехами по цепям электропитания и импульсными наводками на сигнальные цепи, уменьшеНия погрешности, вызываемой нелинейностью первого усилителя, ключей и второго усилителя. Формула изобретения Аналоговое запоминающее устройство содержащее первый усилитель, один из входов которого соединен с выходом инвертора, сумматор, первый вход которого является входом устройства, выход сумматора подключен к входу инвертора, демодулятор, выход которого соединен с вторым входом сумматора, первый выход первого усилителя соединен с входом первого ключа, первый5 О 15 20 25 ЗО накопительный элемент, например первый конденсатор, одна из обкладоккоторого соединена с выходом первогоключа и С первым входом второго усилителя, выход которого является выходом устройства, другая обкладкапервого конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала, вход демодулятора соединен с выходом второгоусилителя, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиустройства, в него введены фильтрвысокой частоты, второй, третий ичетвертый накопительные элементы,например конденсаторы, и второй ключ,вход которого соединен с вторым выходом первого усилителя, выход второго ключа соединен с вторым входомвторого усилителя и с одной из обкладок второго конденсатора, другая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, одни из обкладок третьего и четвертого конден"саторов соединены соответственно свыходами первого усилителя, другиеобкладки третьего и четвертогоконденсаторов соединены соответственно с входами второго усилителя,вход фильтра высокой частоты соединен с первым входом сумматора, выход фильтра высокой частоты соединен с другим входом первого усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Бахтиаров Г, Д, и др. Аналогоцифровые преобразователи, М., "Советское радио", 1980, с. 122"153.2. Авторское свидетельство СССР Ю 56485, кл. С 11 С 27/00, 1978 (прототип).942153 Составитель А. 8 оронинактор С, Крупенина Техред А. Бабинец Корректо гар лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна каз 4853/46 Тираж 622 Подписное ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делан изобретений и открытий 113035, Москва, ЖРаувская наб д. 4/5