Аналоговое запоминающее устройство — SU 1072101 (original) (raw)
, СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 119) (11 3151)О РСИ ВИДЕТЕЛ У вто не- енно ходы ко- оответ- рационторому эР входувходрующимусилирогостивни вто первог оторог входом еля,и оедине го дел о первый неинвертиерационного ход котоочкой реэи коммутатор соединен с третьего о вертирующий со средней теля напряж в т ни в соот мута ного д в в Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБР(54)(57) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕУСТРОЙСТВО, содержащее первый и второй накопительные элементы на первом и втором конденсаторах, одниобкладки которых соединены с шинойнулевого потенциала, другие обкладки - с неинвертирующими входами первого и второго операционных усилителей соответственно, инвертирующиевходы которых подключены к выходам,аоответственно первого и второго ком, мутаторов, первые входы которых объеинены и являются входом устройства,торые входы объединены и являютсяыходом устройства, выходы первого 1072101 А и второго операционных усилителей подключены соответственно к первому и второму входам третьего коммутатора, третий операционный усилитель выход которого соединен с выходом четвертого коммутатора первый и рой входы которого подключенй к инвертирующим входам соответств первого и второго операционных усилителей, и резистивный делитель напряжения,.о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его быстродействия)в него введен пятый коммутатор, первый и второй в торого подключены к выходам с ственно первого и второго опе ных усилителей., а выход - к во а й входы которого подключены ственно к выходу третьего ком а и выходу третьего операцион илителя.точка которого подключена к вторымвходам первого и второго коммутаторов.Напряжение смещения нуля используемыхв устройстве операционных усилителейкомпенсируется и не влияет на точность устройства 2 .Недостатком устройства являетсянизкое быстродействие, вызванноетем, что при каждом переключениикоммутаторов выходное напряжение первого и второго операционных усилителей изменяется от значения входного напряжения до нуля или наоборот.При э том на установление напряжения навыходе устройства с заданной точностью затрачивается значительное время.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый и второй накопительные элементы на первом и втором конденсаторах, одни обкладки которых соединены с шиной нулевого потенциала, другие обкладки - с неинвертирующими входами первого и второго операционных усилителей соответственно, инвертирующие входы которых подключенык выходам соответственно первого и второго коммутаторов, первые входы которых объединены и являются входом устройства, вторые входы объединены и являются выходом устройства, выходы первого и второго операционных усилителей подключены соответственно к первому и второму входам третьего коммутатора, третий Операционный усилитель, выход которого соединен с выходом четвертого коммутатора, первый и второй входы которого подключены к неинвертирующим входам соответственно первого и второго операционных усилителей, и резистивный делитель напряжения, введен пятый коммутатор, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго операционных усилителей, а выход - к второму входу первого коммутатора, первый вход которого соединен с неинвертирующим входом третьего операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен со средней . точкой резистивного делителя напряжения, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу третьего коммутатора и выходу третьего операционного усилителя. Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено дляиспользования в аналого-циФровых преобразователях.Известно аналоговое запоминающееустройство, содержащее два идентичных запоминающих элемента, подключаемых к.входу и выходу устройствапоочередно, Каждый из запоминающихэлементов содержит первый усилитель,выход каторого соединен с одной об Окладкой конденсатора, другая обкладка которого соединена с входом второго усилителя, выход которого черезключи связан с собственным входоми входом первого усилителя Ц .15Недостатком известного устройстваявляется низкие быстродействие и точность, обусловленные тем, что припереключении каждого из запоминающих элементов в режим хранения,напряжение .на его выходе изменяется от нулевого значения до значениязапомненного напряжения. В режимехранения цепью обратной связи охватываются два последовательно включенных усилителя запоминающего элемента, Это приводит к значительномупереходному процессу и затягиваниювремени установления выходного напряжения, что снижает быстродействиеустройства. Кроме того, наличиеключей, не охваченных цепью стабилизирующей обратной связи, между выходом устройства и выходами запоминающих элементов приводит к появлению дополнительной погрешности в выходном сигнале.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяаналоговое запоминающее устройство,содержащее первый и второй накопительные элементы на первом и второмконденсаторах, одни обкладки которыхсоединены с шиной нулевого потенциала, другие обкладки - с неинвертирующими входами первого и второго 45операцИонных усилителей соответственно, инвертирующие входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго коммутатора, первыевходы которых объединены и являютсявходом устройства, вторые входы объединены и являются выходом устройства,выходы первого и второго операционных усилителей подключены соответственно к первому и второму входу третьего коммутатора, выход которого со.. 55единен с входом инвертирующего усилителя на третьем операционном усилителе, выход которого соединен с выходомчетвертого коммутатора, первый и второй входы которого подключены к инвертирующим входам соответственно первого и второго операционных усилителей.выходы которых соединены соответствен.но с первым и вторым входами резистивного делителя напряжения, средняя На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства,Устройство содержит операционные усилители 1-3, коммутаторы 4-8,кондеисаторы 9 и 10, и резистивныйделитель 11 напряжения.Устройство работает следующимобразом.1072101 Составитель Н. Дикарев Техред О.Неце Корректор В. Бутяга Редактор С. Юско Заказ 134/44 Тираж 575ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делаМ изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д; 4/5 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 коммутаторы 4-8 одновременно переключаются из положения 0 в положение Б и наоборот. При указанном на чертеже положении коммутаторов напряжение на входе устройства будет записано на конденсатор 9. При 5 этом на выходе первого операционного усилителя 1 установится напря- жение, равное входному, поскольку только в этом случае разность напряжений, приложенных между инвертирую" щим и неинвертирующим входами в каждом из операционных усилителей 1 и 3, близка к нулю. Напряжение на выходе устройства в это время равно напряжению; сохраняемому вторым конденсатором 10 и передаваемому на выход устройства вторым операционным усилителем 2, охваченным обратной связью через коммутаторы 5 и 8.При переключении коммутаторов в положение б первый 1 и второй 2 операционные усилители по выполняемым функциям меняются местами. Напряжение на выходе устройства становится равным выходному напряжению первого операционного. усилителя 1, т.е. сохраняющему на первом конденсаторе 9 тому значению напряжения на входе устройства, которое оно имело.в момент переключения ключей. 30 Текущее значение входного напряжения отслеживается на выходах второго 2 и третьего 3 операционных усилителей и на втором конденсаторе 10. 35Устройство характеризуется компенсацией напряжения смещения нуля используемых операционных усилите- . лей. Однако при переключении коммутаторов напряжение на выходе усили- теля, подключенного к выходу устройства изменяется лишьна величину, обуслОвленную напряжением смещения нуля усилителя и падением напряжения на коммутаторе 8, через который протекает ток на выход устройства. Полученный перепад напряжения не превышает нескольких десятков милливольт, и время, необходимое для установления выходного напряжения, не превышает десятков наносекунд. В известных устройствах выходное напряжение усилителей изменяется на величину равную выходному напряжению - 5-10 В, При этом время установления напряжения иа выходе устройства составляет несколько микросекунд.Аналоговое запоминающее устройство, выполненное на микросхемах К 544 УД 1 А и К 59 ОКН 4 по предлагаемой схеме, позволяет АЦП с временем преобразования 5 мкс обрабатывать сигнал с амплитудой 5 В и частотой до 100 кГц, При этом время установления выходного напряжения устройства составляет 100 нс, а период переключения ключей - 5 мкс. Устройство, построенное по схеме прототипа на аналогичных микросхемах, имеет время установления 3 мкс, что с учетом времени, необходимого для обработки сигнала, ограничивает частоту обрабатываемых сигналов на уровне 63 кГц. Получен- ный выигрыш по быстродействию приведет к значительному экономическому эффекту.