NL8501492A

NL8501492A - Bemonster- en houd-schakelinrichting.

Info

Publication number: NL8501492A
Application number: NL8501492A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1985-05-24
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1986-12-16
Also published as: JPH0634359B2; KR940010421B1; CA1246158A; KR860009428A; JPS61273796A; US4764689A; DE3667350D1; EP0205201B1; EP0205201A1; US4672239A; SG87390G

Description

f * PHN 11.395 1 5T.V. Philips’ Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Bemonster- en houd-schakelinrichting".

De uitvinding heeft betrekking op een bemonster- en houd-schakel-inrichting voorzien van een ingangsklem, althans twee schakelaars, een kondersator, een verschilversterker, en een cp een uitgangsklem van die versterker aangesloten tweede versterker van een inverterend type, waar-5 bij de ingangsklem via een van de schakelaars net een ingang van de verschilversterker is verbonden, en een uitgang van de tweede versterker via de tweede schakelaar eveneens met een ingang van de verschilversterker is verbonden.

Een bekende barons ter- en houd-schakelinrichting van de aange-10 duide soort is bijvoorbeeld beschreven in ü.S. 3,696,305.

De uitgangsspanning van deze bekende schakelinrichting wordt gedurende de houd-tijdvakken praktisch niet beïnvloed door de foutspan-ning ("Offset voltage") van de verschilversterker.

Een nadeel van die bekende schakelinrichting is echter, dat 15 zijn uitgangsspanning gedurende de bemonster-tijdvakken tot praktisch nul volt daalt. Bij het gebruik van de in de aanhef aangeduide schakelinrichting voor bijvoorbeeld elektrische geheugens voor gegevensverwerkende apparatuur is het namelijk vaak gewenst dat de uitgangsspanning van de schakelinrichting gedurende een bemonster-tijdvak praktisch de-20 zelfde blijft als die in het juist daarvoor gelegen houd-tijdvak.

De uitvinding beoogt een bemonster- en houd-schakelinrichting van de in de aanhef aangeduide soort aan te geven, waarbij zowel de uitgangsspanning gedurende een houd-tijdvak praktisch niet beïnvloed wordt door de foutspanning van de verschilversterker, alsook dat de uitgangs-25 spanning gedurende een bemonster-tijdvak praktisch gelijk is aan die tijdens het direkt daaraan voorafgaande houd-tijdvak.

Onder de foutspanning van de verschilverster wordt daarbij verstaan die spanning tussen de ingangen van de verschilversterker die leidt tot een nulsignaal op de uitgangsklem van die versterker, 30 Een bemonster- en houdschakelinrichting volgens de uitvinding voorzien van een ingangsklem, althans twee schakelaars, een kondensater, een verschilversterker, en een op een uitgangsklem van die versterker aangesloten tweede versterker van een inverterend type, waarbij de in- S5C1492 PHN 11.395 2 gangsklem via een van de schakelaars met een ingang van de verschilversterker is verbonden, en een uitgang van de tweede versterker via de tweede schakelaar eveneens met een ingang van de verschilversterker is verbonden, is daardoor gekenmerkt, dat de kondensator zich bevindt in de 5 verbinding van de eerste schakelaar naar de verschilversterker, en dat een derde versterker aanwezig is waarvan de ingang via een derde schakelaar op de uitgang van de verschilversterker is aangesloten, en waarbij een uitgangsklem van de derde versterker via een vierde schakelaar op die zijde (elektrode) van de kondensator is aangesloten die naar de eerste 10 schakelaar is toegekeerd, en de ingang - en de uitgangsklem - van de derde een versterker met elkaar zijn verbonden via een/tweede kondensator bevattende tak.

Een voordeel van deze schakelinrichting volgens de uitvinding is, dat èn tijdens een houd-tijdvak de uitgangsspanning van de inrichting 15 praktisch niet beïnvloed is door de foutspanning van de verschilversterker èn tijdens een bemonster-tij dvak de uitgangsspanning van die inrichting praktisch dezelfde is als in het direkt voorafgaande houdtijdvak.

De uitvinding berust op de gedachte om de tweede versterker slechts te gebruiken om daarmede de foutspanning van de verschil'verster-20 ker te elimineren. De derde versterker net de daarover geschakelde - de tweede kondensator bevattende tak - dient voor het handhaven van de uitgangsspanning gedurende een aansluitend bemonster-tijdvak.

Bij een verbetering van de bemonster - en houd-schakelinrichting volgens de uitvinding zijn de tweede versterker en de derde versterker zo 25 gedimensioneerd dat hun overdrachtskarakteristieken praktisch gelijk zijn.

Een voordeel van deze verbetering is, dat bij het afwisselend gebruik van de tweede - en de derde - versterker, overeenkomend met het bemonster - respektievelijk het houd-tijdvak, de foutspanning van de verschilversterker in beide tijdvakken ongeveer dezelfde is. Dit betekent, 30 dat de spanning aan de uitgangsklem van de derde versterker ook gedurende het temonstertijdvak praktisch geheel bevrijd is van die foutspanning .

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een tekening. Hierin toont:

Figuur 1 een principeschema van een bemonster - en houd-schakel-35 inrichting volgens de uitvinding;

Figuur 2 een meer gedetailleerd elektrisch circuit van de in figuur 1 aangeduide bemonster- en houd-schakelinrichting.

In Figuur 1 is 1 een ingangsklem die via een schakelaar 2, als-

*. : * vj 5 Λ A

PM 11.395 3

A

mede een kondensator 3, is aangesloten op een ingang 4 van een verschil-versterker 5. Sen andere ingang 6 van die versterker is aangesloten op een referentiespanning V„.

Sen uitgangsklem van de verschilversterker 5 is via een scha-5 kelaar 7 aangesloten op een ingang van een tweede versterker 8. De versterker 8 is een inverterende versterker. Een uitgang van de versterker 8 is met zijn ingang verbonden door een een kondensator 9 bevattende tak.

Die uitgang is tevens via een schakelaar 10 aangesloten op de ingang 4 van de verschilversterker 5.

10 Voorts is de uitgangsklem van de verschilversterker 5 via een schakelaar 11 verbonden met een ingang van een derde versterker 12, die van een inverterend type is. Een uitgangsklem 13 van deze versterker 12 is met zijn ingang verbonden via een een kondensator 14 bevattende tak.

De uitgangsklem 13 is tenslotte via een schakelaar 15 aangesloten op een 15 verbindingspunt tussen de schakelaar 2 en de kondensator 3.

Schakelaar 2 wordt de eerste schakelaar genoemd, schakelaar 10 de tweede schakelaar, schakelaar 11 de derde schakelaar en schakelaar 15 de vierde schakelaar.

De met klem 13 verbonden uitgangsklem 16 is de uitgang van de 20 beschreven schakelinricnting.

De werking van deze inrichting is als volgt. Aan klem 1 wordt een analoge spanning aangeboden. Gedurende een bemonstertijdvak staan de schakelaars 2, 7 en 10 in de gesloten stand. De overige schakelaars zijn dan geopend. Gedurende een houd-tijdvak staan de schakelaars 11 en 25 15 in de gesloten stand. De overige schakelaars zijn dan geopend.

In het bemenster-tijdvak is de versterker 5 met de versterker 8 als spanningsvolger verbonden. Op de B elektrode van de kondensator 3 stelt zich de potentiaal VR + VfQut waarin t de foutspanning van de verschilversterker 5 is. Over de kondensator 3 kcrnt dan de spanning: 30 V.£, - (VR + Vfout) te staan' iraners de potentiaal van de A elek trode van de kondensator 3 is v^.

In het aansluitende houd-tijdvak is de versterker 8 afgeschakeld en de versterker 12 ingeschakeld. Door de overschakeling van de A elektrode van de kondensator 3 (zie Fig. 1) naar de uitgang 13 van de derde 35 versterker 12 verandert dan de ingangsspanning van de verschilversterker 5.

De potentiaal aan de uitgang 13 (en daarmede die ter plaatse van 16) verandert nu zo lang totdat dezelfde potentiaal van B respektievelijk dezelfde spanning over de kondensator 3, als bovengenoemd, zijn terug- j o 4 £ 2 PHN 11.395 4 gekeerd. Dat wil tevens zeggen dat de potentiaal van de A elektrode van de kondensator 3, en daannede die van de uitgang 16, zich weer instelt op de vorige waarde V^.

Door de aanwezigheid van de kondensator 14 blijft deze aan 5 de uitgang 16, ook in het daarop aansluitende bemonster tijdvak, behouden. Dit komt nader ter sprake bij de behandeling van figuur 2.

In figuur 2 zijn circuitelementen die met die van figuur 1 overeenkomen van dezelfde verwijzingscijfers voorzien. De drie versterkers, inklusief eventuele kondensatoren, zijn voorts separaat onrand.

10 Op de klemmen 30 en 31 is een voedingsgelijkspanningsbron aange sloten van circa 10 Volt. De klem 30 is daarbij de positieve klem.

De verschilversterker 5 bevat een tweetal p kanaal MOS transis-toren 32 en 33 in stroomspiegelschakeling, alsmede een tweetal n kanaal MOS transistoren 34 en 35 als verschilpaar geschakeld. Voorts is aanwezig 15 een stroombron 36. De bronelektrcden van de transistoren 32 en 33 zijn met de klem 30 verbonden. De bronelektrcden van de transistoren 34 en 35 zijn via de stroombron 36 op klem 31 aangesloten.

In serie met de kondensator 9 is een weerstand 37 opgenomen..

De inverterende versterker 8 bevat een kombinatie van een p 20 kanaal MOS transistor 40 en een verdere stroombron 41, welke kombinatie geschakeld is tussen de klemmen 30 en 31.

De derde versterker 12 bevat een viertal p kanaal MOS transistoren 50 tot en met 53 en twee n kanaal MOS transistoren 54 en 55 alsmede een stroombron 56.

25 De stroombronnen 36, 41 en 56 leveren in een uitvoeringsvoorbeeld elk 25^/u ampère.

In de takken met 56 respektievelijk met de transistoren 54 en 55 is de stroomsterkte achtereenvolgens 25^u ampère, 50^u ampère en 500^u ampère maximaal. Dit houdt in dat de versterker 12 een relatief 30 grote stroom kan leveren, ten opzichte van de ruststroom die circa 100^u ampère bedraagt.

De kondensator 14 is in serie geschakeld met een weerstand 56. Deze serieschakeling verbindt de ingang van de versterker 12 net zijn uitgang 13.

35 De weerstanden 37 en 56 dienen ter verbetering van de stabiliteit van de diverse versterkerkombinaties.

Zoals reeds aangeduid bij de beschrijving van figuur 1 worden o.a. afwisselend de schakelaars 7 en 11 gesloten, zodat om de beurt de 8501492 PKN 11.395 5 kondensator 9 en de kondensator 14 op spanning wordt gebracht.

De spanning op de kondensator 14 blijft tijdens een bemonster-tijdvak behouden. De potentiaal op de uitgang 13 blijft derhalve gehandhaafd tijdens het bemonstertijdvak.

5 In het aangeduide uitvoeringsvoorbeeld is de referentiespanning VR ca....5.____Volt de kondensator 3 ca. ,.1p.. .PFarad de kondensator 9 ca. . ,1P.. .PFarad de kondensator 14 ca. 19.. .PFarad 10 de weerstand 37 ca. .. PP... kOhm en de weerstand 56 ca. ..PP... kChm.

De schakelaars 2,7,10 en 15 kunnen bijvoorbeeld als halfgelei-derschakelelementen zijn uitgevoerd. De schakelaars 2 en 15 kunnen ook tot een cmschakelaar zijn gekanbineerd.

15 In het voorbeeld van figuur 2 is de foutspanning van de verschil- versterker bij ingeschakelde toestand van de inverterende versterker 8 ongeveer even groot als bij ingeschakelde toestand van de versterker 12. Dit koert ondat de overdrachtskarakteristieten van de versterkers 8 en 12 praktisch gelijk zijn.

20 Mat de in de figuren aangegeven schakelinrichting wordt dan ook een omzetting van een analoge spanning (op 1) naar een bemonsterde spanning (cp 16) verkregen, waarbij deze omzetting praktisch onbeïnvloed wordt door de foutspanning van de verschil versterker 5, en waarbij de bemonsterde spanning ook tijdens een bemons tertij dvak op het niveau van 25 het direkt voorafgaande houdtijdvak wordt gehouden.

30 35 8501492

Claims

1. Bemonster- en houd-schakelinrichting voorzien van een ingangs-klem, althans twee schakelaars, een kondensator, een verschilversterker, en een op een uitgangsklem van die versterker aangesloten tweede versterker van een inverterend type, waarbij de ingangsklem via een van de scha- 5 kelaars met een ingang van de verschilversterker is verbonden, en een uitgang van de tweede versterker via de tweede schakelaar eveneens met een ingang van de verschilversterker is verbonden, met het kenmerk, dat de kondensator zich bevindt in de verbinding van de eerste schakelaar naar de verschilversterker, en dat een derde versterker aanwezig is waarvan 10 de ingang via een derde schakelaar op de uitgang van de verschilversterker is aangesloten, en waarbij een uitgangsklem van de derde versterker via een vierde schakelaar op die zijde van de kondensator is aangesloten die naar de eerste schakelaar is toegekeerd, en de ingang- en de uitgangsklem - van de derde versterker met elkaar zijn verbonden via een een 15 tweede kondensator bevattende tak.

2. Bemonster en houd-schakelinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede versterker en de derde versterker zo gedimensioneerd zijn dat hun overdrachtskarakteristieken praktisch gelijk zijn. 20 25 30 35 8501492