Аналоговое запоминающее устройство

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик(51)М. Кл. с присоелинением заявки ЭЙ 6 11 С 27/00 1 Ьвударетеенцквмитет СССР ао делам изебретеккк к втрцткйОпубликовано 30. 12. 82. Бюллетень М 48 Дата опубликования описания 30.12.82(54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к вычис"лительной технике, в частности к аналоговым запоминающим устройствам, ипредназначено для использования в автоматических системах регулирования,5например в системе автоматического ре"гулирования одной величины относительно другой,Известно аналоговое запоминающееустройство, содержащее схему сравнения, Формирователь сигнала, интегрирующий конденсатор, диоды, конденсаторную ячейку-накопитель, ключ записи,ключ гашения, ключ управления, Формирователь длительности импульса га"шения, повторитель и вцходную схему, ЯНаиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является аналоговое запоминающее устройство, со 20держащее первый, второй, третий ичетвертый повторители, первый и второй ключи, первый и второй накопительные элементы, например конденсаторы,элемент) сравнения, первый и второйгенераторы импульсов 2 ,Недостатком указанных устройств является невозможность использованиядля слежения за изменением входногосигнала в системе автоматического регулирования одной величины относительно другой, т,е. они обладают невысокой точность 1 о хранения входной информации. Цель изобретения - повышение точ" ности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устрой" ство, содержащее накдпительные элементы, например первый и второй конденсаторы, одни из обкладок которых соединены с первыми выводами элементов разряда и с шиной нулевого потенциала, другая обкладка первого конденсатора соединена с входом повторителя напря" жения, выход которого является выхо3 985829 дом устройства, первый блок сравнения, первый и второй ключи, введены последовательно соединенные преобразователь напряжение-напряжение, интегра тор, сумматор, третий ключ, источник опорного напряжения, инвертор, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый ключи, разделительные элементы, второй блок сравнения, последовательно соединенные элемент ИЛИ, фор"ф мирователь импульсов и триггер, причем вход преобразователя напряжение" напряжение является входом устройства, выход преобразователя напряжение- напряжение дополнительно соединен со з ответственно через первый и второй разделительные элементы с первым входом элемента ИЛИ и с входом инверто" ра, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с первыми вхо о дами первого и второго ключей, выходы которых соединены с входами первого блока сравнения, выход первого блока сравнения соединен с первыми входами четвертого и пятого ключей, выходы 25 которых соединены с шиной нулевого потенциала, выход третьего ключа соединен через третий разделительный элемент с вторым входом второго ключа и через четвертый разделительный зо элемент с вторым входом первого ключа и с входом повторителя напряже" ния, второй, вход третьего ключа соединен с выходом элемента ИЛИ, вто" рой вход четвертого ключа соединен с вторым выводом первого элемента разряда, с другой обкладкой первого конденсатора, с первым входом шестого ключа и через пятый разделительный элемент с выходом девятого ключа, первый вход которого соединен с первым входом восьмого ключа и с первым выходом источника опорного напряже" ния, второй выход которого соединен с вторым входом сумматора, второй, вход девятого ключа соединен с первым выходом второго блока сравнения, входы которого соединены соответственно с выходами шестого и седьмого ключей, второй вывод второго элемента разря в да соединен с вторым входом пятого ключа и с первым входом седьмого ключа и через шестой разделительный элемент с выходом восьмого ключа,второй вход которого соединен с вторым выходом второго блока сравнения,выход триггера соединен с вторымивходами шестого и седьмого ключей,фвыход третьего ключа соединен через седьмой разделительный элемент с вто" рым входом пятого ключа, третьи выводы первого и второго элементов разряда соединены с первым выходом ис" точника опорного напряжения.На фиг, 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений на входах и выходах элементов устройства.Предлагаемое устройства (фиг. 1) содержит накопительные элементы, например первый и второй канденсаторы 1 и 2, преобразователь 3 напряжение- . напряжение, интегратор 1, сумматор 5, инвертор 6, элемент ИЛИ 7, формирователь 8 импульсов, источник 9 опорного напряжения, триггер 10, повторитель 11 напряжения, блоки 12 и 13 сравнения, шину 11 нулевого потенциала, ключи 15-23, разделительные элементы 24- 30 и элементы 31 и 32 разряда. Устройство функционирует следующим образом.Преобразователь 3 преобразует входной сигнал меняющейся величины положительной или отрицательной полярности (фиг. 2, эпюра 2 0) соответственно в импульс напряжения положительной или отрицательной полярности постоянной амплитуды, причем передний фронт импульса совпадает с моментом появления входного сигнала, а задний фронт - с моментом его измене" ния до нулевого уровня (фиг. 2, эпюра Ь).Интегратор 4 выдает на сумматор 5 линейно изменяющееся напряжение (фиг, 2, эпюра г ), в котором оно складывается с опорным напряжением источника 9 (фиг, 2, эпюра 3 ).Источник 9 опорных напряжений служит для задания номинального уровня выходного напряжения устройства в но" минальном режиме работы (фиг. 2, эпюра о ), а также для выдачи напряжения запирания на элементах 31 и 32 разряда и напряжения на подзаряд конденса" торов 1 и 2.Ключ 17 открывается преобразованным входным сигналом как положительной, так и отрицательной полярности, и закрывается в моменты изменениявходного сигнала до нуля. Сигнал уп"равления поступает на ключ 17 с выхода элемента 7, наодин из входов которого подается отрицательный сигналс преобразователя 3 через раздели"Если в следующий момент времени на входе устройства появится отрицательный входной сигнал, то,напряжение на выходе ключа 17 будет, меньше напряжения на конденсаторе 1, Блок 12 сравнения вырабатывает сигнал, открываю" щий ключи 18 и 19, и происходит под 5 9858тельный элемент 25 и инвертор 6, надругой его вход подается отрицательный сигнал с преобразователя 3 черезразделительный элемент 24.Ключи 15 и 16, схема сравнения 12,разрядные ключи 18 и 19 образуютузел подзаряда,Ключи 15 и 16 открываются преобразованным и инвертируемым входным сигналом отрицательной полярности. На 10эти ключи сигнал управления поступа"ет с инвертора 6.Блок 12 сравнения вырабатывает сиг"нал фиг. 2, эпюра К), открывающийключи 18 и 19, при поступлении на его Ивходы через открытые ключи 15 и 16 на"пряжений с конденсатора 1 и с выхо"да ключа 17 через разделительный элемент 26, Сигнал вырабатывается толькопри величине напряжения на конденсато 20ре 1, большей величины напряжения навыходе ключа 17. В этом случае про- -исходит подзаряд конденсаторов 1 и 2через открытые ключи 18 и 19 (Фиг.2,эпюрыи 6),25Ключи 20 и 21, блок 13 сравнения,ключи подэаряда 22 и 23, разделитель"ные элементы 28 и 29 образуют узелподзаряда.Сигнал управления ключами 20 и 21 5 Оформируется с помощью Формирователя 8 .и триггера 10, который выдает сигналуправления в момент времени, совпадающий с задним Фронтом импульса пре"образователя 3, поступающего на Формирователь 8 с элемента ИЛИ 7 (Фиг.2,эпюра Ж),В момент, совпадающий с переднимфронтом импульса преобразователя 3,триггер 10 перебрасывается в исходное 40(нулевое) положение.Напряжения с конденсаторов 1 и 2подаются на входы блока 13 сравнения,выходной сигнал которого открывает45ключ 23 при напряжении на конденсаторе 1, большем напряжения на конденсаторе 2, или ключ 22 при напряжении наконденсаторе 1, меньшем напряженияна конденсаторе 2 (фиг, 2, эпюра ц ),50Происходит быстрый подзаряд конденсатора 1 или конденсатора 2 от напряжения источника 9 через разделитель"ный элемент 28 или 29 (Фиг. 2, эпю"ры , Я ). Как только величины напряжений на конденсаторах сравняются,55ключи 23 и 22 закрываются.Элементы 31 и 32 образуют цепи разряда конденсаторов 1 и 2 при выклю 29 бчении питания. Элементы 31 и 32 закрыты при включении напряжения питания и открыты при его выключении.Устройство работает в режимах, приведенных в., таблице, в которой так" же приводится состояние ключей и величины входных и выходных напряжений для различных режимов.При включении (подаче питающих напряжений) и положительном входном сигнале преобразователь 3 Формирует импульс положительной полярности, ко",торый поступает на интегратор 4. Свыхода интегратора 4 на один иэ входов сумматора 5 поступает линейно нарастающее напряжение.Напряжение с источника 9 опорных напряжений поступает на другой вход сумматора 5, и через открытый ключ 17 и разделительные элементы 27 и 30 происходит заряд конденсаторов 1 и 2 .суммарным напряжением сумматора 5. Заряд конденсаторов 1 и 2 протекает до тех пор, пока выходное напряжение 3 устройства не достигнет уровня, соответствующего моменту времени, когда величина входного сигнала ста" нет равной нулю нижние пунктирные линии на эпюрах 2и 2 В), или не дости гнет вели чины опорно го напряжения номинальный режим устройства), эа вычетом падения напряжения на ключе 17 и элементе 27 (средние сплошные линии на эпюрах , с Фиг. 2 ) или недостигнет величины суммарного йапряжения сумматора 5 за вычетом того же падения напряжения, если на входе устройства продолжает присутствовать положительный входной сигнал (верхние пунктирные линии на эпюрах , 8, Фиг, 2).Если в следующий момент времени появится положительный входной сиг-нал, то конденсаторы 1 и 2 будут подзаряжаться через ключ 17 от выходно- го напряжения сумматора 5 до величи" ны и момента времени, пока входной сигнал не станет равным нулю.Напряжение с конденсатора 1 передается на выход устройства через повторитель 11.МЕ еиееЕЕ ЕЕавев ФвФевВФееФМвввеВЕ Состояние ключей и злементов Режим Величина выходного напряжения разряда при Овх 011 ш 0 ьх 0г-ьгфпри Ов с 011 шЦ,0г - г;й Ю Открыт Закрыт Выборка и запись при включении и поло, 16, 18, 19,20,21, 17жительиои входном сиг,23, 31 и 32нале 1 1 ю 0 вы х Нов г "ьгк 1 ю "Вык "пав) г г 1.+ 20, 21, 23, 22, 31 15,и 32 18,при отрицательнонвходном сигнале 17, 15, 16, 18, 20,19, 23, 22, 30,31 Хранение (при входном сигнале, равном нулю) Ь 111 "Ов "А(11 1 Я, 16, 17, 18, 31 и 32 Эцт(+,ф)Ото 1119, 20, 21, 22,23 Выключение Феееее Еаа П р и н е ч а н и е 1, Ов- величина опорного напряжения источника 9,2. г., г, г; - моменты времени, причем М в 0,1,2,3,(1М + х, где х - целое число ( х ) О) или 1 ьв ) + х; ) в 1 + у, где у - целое число (у ъ 0 или 1М + у) .3. ионенты времени г и г наступают после г в любой последовательностм.4. ця(и ЦОГ напряжения, хранящиеся е устройстве в моментыеременм г и г ,Формула изобретения саторы, одни из обкладок которых соединены с первыми выводами элементов разряда и с шиной нулевого потенциала, другая обкладка первого конденса" тора соединена с входом повторителя Аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительные элемен" ты, например первый и второй конден 7 985829 8заряд конденсаторов 1 и 2 до тех пор, ,нал с блока 13 сравнения откроет пока величина входного сигнала не ста- ключ 22 и конденсатор 2 быстро подзанет равной нулю. рядится через элемент 29 от напряженияВ процессе хранения информации источника 9.конденсатор 1 медленно разряжается з Подзвряд конденсатора 2 продолжа" через нагрузку " входное сопротивле- ется до момента сравнения напряжений ние повторителя 11, на конденсаторах 1 и 2.Чтобы сохранить величину напряже" При выключении напряжения питания ния, до которой был первоначально за" конденсаторы 1 и 2 разряжаются до нуряжен конденсатор 1, блок 13 сравне левого уровня соответственно через ния вырабатывает сигнал, открывающий элементы 31 и 32 (эпюры (,В на фиг.2) . ключ 23,и конденсатор 1 быстро подзаряжается от напряжения, подаваемого устройство, таким образом, обеспе" на конденсатор 1 через элемент 28 и чивает выдачу управляющего сигнала пуключ 23 от источника 9. б тем сложения опорного напряжения сПодзаряд конденсатора 1 продолжа- преобразованным входным сигналом, что ется до момента, когда напряжения на значительно повышает его точность, конденсаторах 1 и 2 сравняются. Кроме того, повышается безопасностьЕсли по каким-либо причинам напря- при ремонтных работах за счет разряда жение на конденсаторе 2 станет меньше 20 конденсаторов при выключении устнапряжения на конденсаторе 1, то сиг- ройства.98582910четвертого ключа соединен с вторымвыводом первого элемента разряда, с и- другой обкладкой первого конденсатора, с первым входом шестого ключа из через пятый разделительный элемент свыходом девятого ключа., первый вход.;которого соединен с первым входомвосьмого ключа и с первым выходом ис"1 точника опорного напряжения, второй1 в,выход которого соединен с вторым входом сумматора, второй вход девятогоключа соединен с первым выходом вто"рого блока сравнения, входы которогосоединены соответственно с выходами - 1 шестого и седьмого ключей, второй вы"вод второго элемента разряда соединенс вторым входом пятого ключа с другойобкладкой второго конденсатора и спервым входом седьмого ключа, и через - 20 шестой разделительный элемент с выхо"дом восьмого ключа, второй вход кото"рого соединен с вторым выходом второго блока сравнения, выход триггера соединен с вторыми входами шестого и25 седьмого ключей, выход третьего ключа соединен через седьмой разделитель"ный элемент с вторым входом пятогоключа, третьи выводы первого и второго элементов разряда соединены с пер 30 вым выходом источника опорного напря"женил. напряжения, выход которого являетсявыходом устройства, первый блок сравнения, первый и второй ключи, о т лч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности устройства, в него введены последовательно соединенные преобразователь .напряжение-напряжение, интегратор, сумматор, третийключ, источник опорного напряжения, .инвертор, четвертый, пятый, шестой,седьмой, восьмой и девятый ключи,разделительные элементы, второй блоксравнения, последовательно соединенные элемент ИЛИ, формирователь импульсов и триггер, причем вход преобразователя напряжение"напряжение является .входом устройства,.выход преобразователя напряжение"напряжениедополнительно соединен соответственно через первый и второй разделительные элементы с первым входом элемента ИЛИ и с входом инвертора, выходкоторого соединен с вторым входомэлемента ИЛИ и с первыми входами первого и второго ключей, выходы которысоединены с входами первого блокасравнения,выход первого блока сравнения .соединен с первыми входами четвертого и пятого ключей, выходы ко"торых соединены с шиной нулевого потенциала, выход третьего ключа соединен через третий разделительный элемент с вторым входом второго ключаи через четвертый разделительный элемент с вторым входом первого ключа и зс входом повторителя напряжения,второй вход третьего ключа соединенс выходом элемента ИЛИ, второй вход Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 589622, кл. 0 11 С 27/00, 1977,2. Авторское свидетельство СССРН 649013, кл. ( 11 С 27/00, 1979роВ КоЕЕе е и от ская ород, ул. Про тна Составитель А.В Техреду А.БабинеТираж 622 Государственного лам изобретений сквад Ж-Яд Раш "Патент", г. Ужг Подпиета СССцтийаб. оЕ С. Шекма