RU2314580C1 - Device for selection and storage of analog information - Google Patents

Device for selection and storage of analog information Download PDF

Info

Publication number
RU2314580C1
RU2314580C1 RU2006123532/09A RU2006123532A RU2314580C1 RU 2314580 C1 RU2314580 C1 RU 2314580C1 RU 2006123532/09 A RU2006123532/09 A RU 2006123532/09A RU 2006123532 A RU2006123532 A RU 2006123532A RU 2314580 C1 RU2314580 C1 RU 2314580C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
mixer
output
input
anode
Prior art date
Application number
RU2006123532/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Игоревич Старосельский (RU)
Виктор Игоревич Старосельский
Николай Владимирович Гуминов (RU)
Николай Владимирович Гуминов
Сергей Сергеевич Шмелев (RU)
Сергей Сергеевич Шмелев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет)
Priority to RU2006123532/09A priority Critical patent/RU2314580C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2314580C1 publication Critical patent/RU2314580C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: electronics.
SUBSTANCE: device for selection and storage of analog information is claimed, operating according to principle of two-cycle strobing and intended for usage in systems for precise measurement of periodic electric signals. Introduced to the device is simple check connection circuit and method for enabling auxiliary diode bridge mixer is altered. Main blocks of device for selection and storage of analog information may be realized in form of integration micro-chip on basis of gallium arsenide when used as active elements of field transistors with Schottky gate or hetero-transitive field transistors.
EFFECT: expanded dynamic range.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области аналого-цифровой микроэлектроники, более конкретно к аналого-цифровым интегральным полупроводниковым схемам, и может быть использовано в системах измерительной техники для преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму. Заявляемое устройство выборки и хранения (УВХ) может быть использовано в качестве стробоскопического преобразователя для измерения периодических сигналов, в частности в стробоскопических осциллографах и вольтметрах, микроволновых томографах и других блоках измерительной аппаратуры.The invention relates to the field of analog-to-digital microelectronics, more specifically to analog-to-digital integrated semiconductor circuits, and can be used in measurement technology systems for converting analog signals to digital form. The inventive device sampling and storage (UVX) can be used as a stroboscopic transducer for measuring periodic signals, in particular in stroboscopic oscilloscopes and voltmeters, microwave tomographs and other units of measuring equipment.

Устройства выборки и хранения (УВХ) предназначены для преобразования аналогового электрического сигнала в расширенный импульс напряжения, амплитуда которого пропорциональна мгновенному значению сигнала в заданный момент времени (момент стробирования), который задается внешним сигналом стробирования. Такое преобразование позволяет исключить аппертурную погрешность измерения мгновенного значения сигнала и использовать менее скоростные и более точные аналого-цифровые преобразователи. Преобразование сигнала осуществляется смесителем, а расширенный импульс формируется на накопительном элементе, обычно на накопительном конденсаторе. Для снижения паразитных реактивностей расширенный импульс с накопительного конденсатора передается через буферный усилитель.Sampling and storage devices (UVX) are designed to convert an analog electrical signal into an extended voltage pulse, the amplitude of which is proportional to the instantaneous value of the signal at a given point in time (gate time), which is set by an external gate signal. Such a conversion makes it possible to eliminate the aperture error of measuring the instantaneous value of the signal and use less speed and more accurate analog-to-digital converters. The signal is converted by a mixer, and an extended pulse is generated on the storage element, usually on the storage capacitor. To reduce spurious reactances, the extended pulse from the storage capacitor is transmitted through a buffer amplifier.

Наибольшую точность преобразования широкополосных УВХ обеспечивает применение мостовых 4-диодных смесителей.The most accurate conversion of broadband UVX provides the use of bridge 4-diode mixers.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является УВХ, содержащее первый четырехдиодный мостовой смеситель 1 с входным электродом 2, выходным электродом 3, анодным электродом 4 и катодным электродом 5, второй 4-диодный мостовой смеситель 6 с входным электродом 7, выходным электродом 8, анодным электродом 9 и катодным электродом 10, накопительный конденсатор 11, включенный между общим электродом «земли» и выходным электродом 3 смесителя 1, формирователь стробимпульсов 12 с входными электродами 13 и выходными электродами 14 и 15, один из которых соединен с анодным электродом смесителя 1 и катодным электродом смесителя 6, а второй - с катодным электродом смесителя 1 и анодным электродом смесителя 6, а также буферный усилитель 16 с входным электродом 17, соединенным с выходным электродом 3 смесителя 1 и выходным электродом 18, входной электрод 7 смесителя 6 соединен с выходным электродом 18 буферного усилителя 16, а выходной электрод 8 смесителя 6 является выходом УВХ [1].The closest in technical essence and the achieved effect is the IWC, containing the first four-diode bridge mixer 1 with an input electrode 2, an output electrode 3, an anode electrode 4 and a cathode electrode 5, a second 4-diode bridge mixer 6 with an input electrode 7, an output electrode 8, an anode electrode 9 and a cathode electrode 10, a storage capacitor 11 connected between the common ground electrode and the output electrode 3 of the mixer 1, the pulse shaper 12 with input electrodes 13 and output electrodes 14 and 1 5, one of which is connected to the anode electrode of mixer 1 and the cathode electrode of mixer 6, and the second to the cathode electrode of mixer 1 and the anode electrode of mixer 6, as well as a buffer amplifier 16 with an input electrode 17 connected to the output electrode 3 of the mixer 1 and the output electrode 18, the input electrode 7 of the mixer 6 is connected to the output electrode 18 of the buffer amplifier 16, and the output electrode 8 of the mixer 6 is the output of the I / O [1].

УВХ работает следующим образом. Формирователь стробимпульсов 12 вырабатывает на выходах 14 и 15 симметричные биполярные стробимпульсы, частота которых определяется частотой входных импульсов выборки. При положительной полярности стробимпульса на выходе 14 (и отрицательной - на выходе 15) диоды смесителя 1 открыты, а смесителя 6 закрыты. При этом напряжение на выходе 3 смесителя 1 повторяет форму входного сигнала. При смене полярности стробимпульсов (момент стробирования) диоды смесителя 1 запираются и на накопительном конденсаторе 11, соединенном с выходом 3 смесителя 1, остается напряжение, равное мгновенному значению исследуемого сигнала в момент стробирования. Это напряжение через буферный усилитель поступает на вход УВХ. Диоды смесителя 6 в это время открыты, входной сигнал поступает на накопительный конденсатор 11, соединенный с выходом 8 смесителя 6, и фиксируется на нем после очередной смены полярности стробимпульсов. Таким образом, исследуемый сигнал стробируется поочередно смесителями 1 и 6, а выходные расширенные импульсы должны измеряться при закрытых диодах соответствующего смесителя. Чтобы исключить шунтирование сигнала, формирователь стробимпульсов 12 должен иметь большое выходное сопротивления, поэтому выходной каскад формирователя выполнен на основе переключателя тока.UVX works as follows. The driver of the strobe pulses 12 generates at the outputs 14 and 15 symmetrical bipolar strobe pulses, the frequency of which is determined by the frequency of the input pulses of the sample. With a positive polarity of the strobe at the output 14 (and negative at the output 15), the diodes of the mixer 1 are open, and the mixer 6 is closed. In this case, the voltage at the output 3 of the mixer 1 repeats the shape of the input signal. When the polarity of the strobe pulses is changed (the gating moment), the diodes of the mixer 1 are locked and a voltage equal to the instantaneous value of the signal under study at the time of gating remains on the storage capacitor 11 connected to the output 3 of the mixer 1. This voltage is fed through the buffer amplifier to the input of the UVC. The diodes of the mixer 6 are open at this time, the input signal is supplied to the storage capacitor 11 connected to the output 8 of the mixer 6, and is fixed on it after the next change of polarity of the strobe pulses. Thus, the studied signal is gated alternately by mixers 1 and 6, and the output extended pulses should be measured with the diodes of the corresponding mixer closed. To exclude signal shunting, the driver of the strobe pulses 12 must have a large output resistance, so the output stage of the driver is made on the basis of the current switch.

Основными недостатком описанного УВХ является сравнительно малый динамический диапазон, в котором сохраняется линейность передаточной характеристики и полоса пропускания входного сигнала. Этот диапазон соответствует диапазону изменения входного сигнала, при котором токи стробирования (токи через открытые диоды смесителей) и, следовательно, дифференциальные сопротивления открытых смесительных диодов изменяются незначительно.The main disadvantage of the described CVC is the relatively small dynamic range in which the linearity of the transfer characteristic and the passband of the input signal are preserved. This range corresponds to the range of the input signal, in which the gating currents (currents through the open diodes of the mixers) and, therefore, the differential resistances of the open mixing diodes vary slightly.

Стандартный способ расширения динамического диапазона состоит в применении обратной связи. Применение обратной связи возможно в тех случаях, когда каждый последующий момент стробирования (момент запирания диодов первого смесителя) сдвинут относительно предыдущего на целое количество периодов изменения входного периодического сигнала плюс малый фазовый сдвиг. Цепь обратной связи организуется таким образом, что напряжение на накопительном конденсаторе, сформированное после каждого стробирования, поддерживается до следующего момента стробирования. В результате изменение напряжения на накопительном конденсаторе после каждого стробирования равно малому изменению входного сигнала за время малого фазового сдвига. Действие обратной связи подробно описано, например, в работе [2]. Основным недостатком известного способа организации обратной связи является сложное устройство цепи обратной связи, которая помимо необходимых элементов - расширителя импульсов и аттенюатора - должна включать дополнительный ключ и генератор управляющих импульсов, переключающий этот ключ синхронно со смесительными диодами.The standard way to expand the dynamic range is to use feedback. The use of feedback is possible in cases where each subsequent gating moment (the moment of locking the diodes of the first mixer) is shifted relative to the previous one by an integer number of periods of change of the input periodic signal plus a small phase shift. The feedback circuit is organized in such a way that the voltage across the storage capacitor formed after each gating is maintained until the next gating. As a result, the change in voltage across the storage capacitor after each gating is equal to a small change in the input signal during a small phase shift. The feedback action is described in detail, for example, in [2]. The main disadvantage of the known feedback organization method is the complex feedback loop device, which, in addition to the necessary elements — a pulse expander and an attenuator — must include an additional switch and a control pulse generator that switches this switch synchronously with the mixing diodes.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона УВХ за счет применения упрощенной цепи обратной связи.The aim of the invention is to expand the dynamic range of the UVX through the use of a simplified feedback circuit.

Поставленная цель достигается за счет того, что в УВХ, содержащее первый четырехдиодный мостовой смеситель с входным электродом, выходным электродом, анодным электродом и катодным электродом, второй четырехдиодный мостовой смеситель с входным электродом, выходным электродом, анодным электродом и катодным электродом, накопительный конденсатор, включенный между общим электродом «земли» и выходным электродом первого смесителя, формирователь стробимпульсов с входными электродами и выходными электродами, один из которых соединен с анодным электродом первого смесителя и катодным электродом второго смесителя, а второй - с катодным электродом первого смесителя и анодным электродом второго смесителя, а также буферный усилитель с входным электродом, соединенным с выходным электродом первого смесителя, и выходным электродом, выходной электрод второго смесителя соединен с выходным электродом первого смесителя, а выходной электрод буферного усилителя соединен с входным электродом второго смесителя через цепь обратной связи, содержащую расширитель импульсов и включенный последовательно с ним аттенюатор, причем выход расширителя импульсов является выходом устройства.This goal is achieved due to the fact that in the UVX, containing the first four-diode bridge mixer with an input electrode, an output electrode, an anode electrode and a cathode electrode, a second four-diode bridge mixer with an input electrode, an output electrode, an anode electrode and a cathode electrode, a storage capacitor included between the common ground electrode and the output electrode of the first mixer, a strobe driver with input electrodes and output electrodes, one of which is connected to the anode the first electrode of the first mixer and the cathode electrode of the second mixer, and the second with the cathode electrode of the first mixer and the anode electrode of the second mixer, as well as a buffer amplifier with an input electrode connected to the output electrode of the first mixer, and an output electrode, the output electrode of the second mixer is connected to the output the electrode of the first mixer, and the output electrode of the buffer amplifier is connected to the input electrode of the second mixer through a feedback circuit containing a pulse expander and switched on therefore with it an attenuator, and the output of the pulse expander is the output of the device.

Новизна заявляемого изобретения обусловлена тем, что в УВХ, содержащее первый и второй четырехдиодные мостовые смесители, накопительный конденсатор, формирователь стробимпульсов, а также буферный усилитель, выходной электрод второго смесителя соединен с выходным электродом первого смесителя, а выходной электрод буферного усилителя соединен с входным электродом второго смесителя через цепь обратной связи, содержащую расширитель импульсов и включенный последовательно с ним аттенюатор, причем выход расширителя импульсов является выходом устройства.The novelty of the claimed invention is due to the fact that in the UVX containing the first and second four-diode bridge mixers, a storage capacitor, a strobe driver, and also a buffer amplifier, the output electrode of the second mixer is connected to the output electrode of the first mixer, and the output electrode of the buffer amplifier is connected to the input electrode of the second mixer through a feedback circuit containing a pulse expander and an attenuator connected in series with it, and the output of the pulse expander is output unit house.

Такое соединение элементов обеспечивает возможность расширения динамического диапазона.Such a combination of elements provides the possibility of expanding the dynamic range.

Использование обратной связи для расширения динамического диапазона УВХ известно и широко применяется в измерительной технике. Однако в известных устройствах (например, стробоскопических осциллографах) цепь обратной связи помимо расширителя импульсов и аттенюатора содержит дополнительный ключ, а также генератор управляющих импульсов, переключающий этот ключ синхронно со смесительными диодами.The use of feedback to expand the dynamic range of the UVX is known and widely used in measurement technology. However, in known devices (for example, stroboscopic oscilloscopes), the feedback circuit, in addition to the pulse expander and attenuator, contains an additional key, as well as a control pulse generator that switches this key synchronously with the mixing diodes.

В заявляемом решении отпадает необходимость использования дополнительного ключа и генератора управляющих им импульсов. Функцию дополнительного ключа выполняет второй четрырехдиодный мостовой смеситель, а синхронность его переключения со смесительными диодами обеспечивается автоматически.In the claimed solution, there is no need to use an additional key and a generator of pulses controlling it. The function of the additional key is performed by the second four-diode bridge mixer, and the synchronization of its switching with the mixing diodes is provided automatically.

Соединение выходного электрода второго смесителя с выходным электродом первого смесителя, а также соединение выходного электрода буферного усилителя с входным электродом второго смесителя через цепь обратной связи осуществляется совместно и невозможно по отдельности. Только сочетание этих отличительных признаков обеспечивает получение положительного эффекта - расширение динамического диапазона при упрощении цепи обратной связи. В науке и технике совместного использования данных отличительных признаков не выявлено. Поэтому можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "Изобретательский уровень".The connection of the output electrode of the second mixer with the output electrode of the first mixer, as well as the connection of the output electrode of the buffer amplifier with the input electrode of the second mixer through the feedback circuit is carried out jointly and is not possible separately. Only a combination of these distinctive features provides a positive effect - the expansion of the dynamic range while simplifying the feedback circuit. In science and technology, the sharing of these distinguishing features has not been identified. Therefore, we can conclude that the proposed solution meets the criterion of "Inventive step".

На фиг.1 представлена структурная схема заявляемого УВХ, где 1 - первый четырехдиодный мостовой смеситель с входным электродом 2, выходным электродом 3, анодным электродом 4 и катодным электродом 5, 6 - второй четырехдиодный мостовой смеситель с входным электродом 7, выходным электродом 8, анодным электродом 9 и катодным электродом 10, 11 - накопительный конденсатор, 12 - формирователь стробимпульсов с входными электродами 13 и выходными электродами 14 и 15, 16 - буферный усилитель с входным электродом 17 и выходным электродом 18, 19 - цепь обратной связи, содержащая расширитель импульсов 20 и аттенюатор 21, причем выход расширителя импульсов является выходом устройства.Figure 1 presents the structural diagram of the inventive UVX, where 1 is the first four-diode bridge mixer with an input electrode 2, an output electrode 3, an anode electrode 4 and a cathode electrode 5, 6 is a second four-diode bridge mixer with an input electrode 7, an output electrode 8, anode the electrode 9 and the cathode electrode 10, 11 is a storage capacitor, 12 is a pulse generator with input electrodes 13 and output electrodes 14 and 15, 16 is a buffer amplifier with input electrode 17 and output electrode 18, 19 is a feedback circuit, with ERZHAN pulse extender 20 and the attenuator 21, the output of the pulse extender is an output device.

На фиг.2 представлена временная диаграмма работы заявляемого УВХFigure 2 presents a timing diagram of the operation of the inventive UVX

На фиг.3 представлена упрощенная традиционная структурная схема УВХ с обратной связью в для стробоскопического осциллографа, где 1 - смеситель, 11 - накопительный конденсатор, 12 - формирователь стробимпульсов, 16 - буферный усилитель, 19 - цепь обратной связи, 20 - расширитель импульсов, 21 - аттенюатор, 21 - дополнительный ключ, 22 - генератор управляющих импульсов.Figure 3 presents a simplified traditional block diagram of the CVC with feedback in for a stroboscopic oscilloscope, where 1 is a mixer, 11 is a storage capacitor, 12 is a pulse shaper, 16 is a buffer amplifier, 19 is a feedback circuit, 20 is a pulse expander, 21 - attenuator, 21 - additional key, 22 - control pulse generator.

Заявляемое устройство выборки и хранения (фиг.1) содержит первый четырехдиодный мостовой смеситель 1 с входным электродом 2, выходным электродом 3, анодным электродом 4 и катодным электродом 5, второй четырехдиодный мостовой смеситель 6 с входным электродом 7, выходным электродом 8, анодным электродом 9 и катодным электродом 10, накопительный конденсатор 11, включенный между общим электродом «земли» и выходным электродом 3 первого смесителя, формирователь стробимпульсов 12 с входными электродами 13 и выходными электродами 14 и 15, один из которых соединен с анодным электродом 4 первого смесителя и катодным электродом 10 второго смесителя, а второй - с катодным электродом 5 первого смесителя и анодным электродом 9 второго смесителя, а также буферный усилитель 16 с входным электродом 17, соединенным с выходным электродом 3 первого смесителя, и выходным электродом 18, причем выходной электрод 8 второго смесителя соединен с выходным электродом 3 первого смесителя, а выходной электрод 18 буферного усилителя 16 соединен с входным электродом 7 второго смесителя через цепь обратной связи 19, содержащую расширитель импульсов 20 и включенный последовательно с ним аттенюатор 21, а выход расширителя импульсов 20 является выходом устройства.The inventive sampling and storage device (figure 1) contains a first four-diode bridge mixer 1 with an input electrode 2, an output electrode 3, an anode electrode 4 and a cathode electrode 5, a second four-diode bridge mixer 6 with an input electrode 7, an output electrode 8, an anode electrode 9 and a cathode electrode 10, a storage capacitor 11 connected between the common ground electrode and the output electrode 3 of the first mixer, a strobe generator 12 with input electrodes 13 and output electrodes 14 and 15, one of which it is single with the anode electrode 4 of the first mixer and the cathode electrode 10 of the second mixer, and the second with the cathode electrode 5 of the first mixer and the anode electrode 9 of the second mixer, as well as a buffer amplifier 16 with an input electrode 17 connected to the output electrode 3 of the first mixer and the output an electrode 18, wherein the output electrode 8 of the second mixer is connected to the output electrode 3 of the first mixer, and the output electrode 18 of the buffer amplifier 16 is connected to the input electrode 7 of the second mixer through a feedback circuit 19, comprising th pulse expander 20 and is included in series with the attenuator 21 and the pulse output of the expander 20 is an output device.

Большую часть блоков заявляемого УВХ целесообразно выполнять в виде интегральной микросхемы (ИМС) на основе GaAs или других полупроводниковых соединений типа А3B5, используя в качестве активных элементов диоды Шоттки, полевые транзисторы с затвором Шоттки (ПТШ) или гетеропереходные полевые транзисторы (ГИТ). Возможно выполнение ИМС УВХ в Би-МОП базисе. При этом формирователь стробимпульсов выполняется на биполярных транзисторах, а буферный усилитель - на n-канальных МОП-транзисторах, обладающих высоким входным сопротивлением, чтобы увеличить постоянную времени разряда накопительного конденсатора.Most of the blocks of the inventive UVC are expediently implemented in the form of an integrated microcircuit (IC) based on GaAs or other type A 3 B 5 semiconductor compounds, using Schottky diodes, field effect transistors with Schottky gate (PTS) or heterojunction field effect transistors (GIT) as active elements . It is possible to perform IMS UVH in the Bi-MOS basis. At the same time, the strobe driver is performed on bipolar transistors, and the buffer amplifier is used on n-channel MOS transistors with a high input resistance to increase the discharge time constant of the storage capacitor.

Формирователь стробимпульсов 12 целесообразно выполнять на переключателях тока (элементах с истоковой или эмиттерной связью), чтобы обеспечить максимальную симметрию биполярных стробимпульсов. Формирователь стробимпульсов 12 может иметь один или два входных электрода 13. В первом случае он должен включать каскад, расщепляющий входной управляющий сигнал на биполярные импульсы, во втором случае могут быть использованы симметричные биполярные управляющие сигналы, сформированные, например, элементами ЭСЛ.The generator of strobe pulses 12, it is advisable to perform on the current switches (elements with source or emitter coupling) to ensure maximum symmetry of the bipolar strobe. The strobe generator 12 may have one or two input electrodes 13. In the first case, it must include a cascade splitting the input control signal into bipolar pulses, in the second case, symmetric bipolar control signals generated, for example, by ESL elements can be used.

Блоки 20 и 21, входящие в состав цепи обратной связи 19, целесообразно выполнять в виде навесных элементов.Blocks 20 and 21, which are part of the feedback circuit 19, it is advisable to perform in the form of hinged elements.

Работа заявляемого УВХ поясняется временными диаграммами на фиг.2. Формирователь стробимпульсов 12 формирует на выходах 14 и 15 симметричные биполярные импульсы напряжения V14 и V14, которые в противофазе подаются на анодные электроды 4, 9 и катодные электроды 5, 10 первого и второго смесителей 1 и 6 соответственно (фиг.1). В течение временных интервалов Т1 (фиг.3) открыты диоды первого смесителя 1, и по окончании i-го интервала Т1i (момент времени ti) на накопительном конденсаторе 11 формируется напряжение V3i, пропорциональное значению входного сигнала Vin i. После запирания диодов первого смесителя (временные интервалы T2) накопительный конденсатор 11 медленно разряжается через входное сопротивление буферного усилителя 16, и напряжение V3 через буферный усилитель 16 передается в цепь обратной связи 19, а затем через расширитель импульсов 20 и аттенюатор 21 поступает на вход 7 второго смесителя 6. В течение интервалов времени T2 диоды смесителя 2 открыты, поэтому расширенный импульс передается на накопительный конденсатор 11. Коэффициент передачи аттенюатора 21 выбирается таким, что сигнал обратной связи восстанавливает напряжение V3 до исходного значения V3i.The operation of the inventive UVX is illustrated by timing diagrams in figure 2. The strobe generator 12 generates at the outputs 14 and 15 symmetrical bipolar voltage pulses V 14 and V 14 , which are supplied in antiphase to the anode electrodes 4, 9 and the cathode electrodes 5, 10 of the first and second mixers 1 and 6, respectively (Fig. 1). During the time intervals T 1 (Fig. 3), the diodes of the first mixer 1 are open, and at the end of the i-th interval T 1i (time t i ), a voltage V 3i is formed on the storage capacitor 11, which is proportional to the value of the input signal V in i . After locking the diodes of the first mixer (time intervals T 2 ), the storage capacitor 11 is slowly discharged through the input resistance of the buffer amplifier 16, and the voltage V 3 is transmitted through the buffer amplifier 16 to the feedback circuit 19, and then through the pulse expander 20 and the attenuator 21 is input 7 of the second mixer 6. during the time intervals T 2 mixer diodes 2 are open, so the extended pulse is transmitted to the storage capacitor 11. The transmission factor of the attenuator 21 is selected so that the feedback signal with ides restores voltage V 3 to the initial value V 3i.

Следующий i+1-й интервал стробирования Т1i+1 сдвинут относительно предыдущего на время nTin+Δt, где Тin - период входного сигнала, n>1 - целое число, а Δt<<Тin - малый фазовый сдвиг. Поэтому к моменту ti+1 окончания i+1-го интервала T1i+1 значение входного сигнала Vin i+1 отличается от Vin i на малую величину ΔVin.Таким образом, на накопительном конденсаторе 11 формируется только малое разностное напряжение ΔV3, пропорциональное изменению входного сигнала за время Δt. При формировании этого напряжение ток стробирования через открытые диоды 1-го смесителя изменяется незначительно, что обеспечивает высокую линейность передаточной характеристики УВХ и полосы пропускания даже при больших значениях амплитуды входного сигнала.The next i + 1-st gating interval T 1i + 1 is shifted from the previous one by a time nT in + Δt, where T in is the period of the input signal, n> 1 is an integer, and Δt << T in is a small phase shift. Therefore, by the time t i + 1 of the end of the i + 1-th interval T 1i + 1, the value of the input signal V in i + 1 differs from V in i by a small value ΔV in . Thus, only a small difference voltage ΔV is formed on the storage capacitor 11 3 , proportional to the change in the input signal over the time Δt. When this voltage is generated, the gating current through the open diodes of the 1st mixer changes insignificantly, which ensures high linearity of the transfer characteristic of the I – V characteristic and the passband even with large values of the input signal amplitude.

Сравнение структурных схем заявляемого УВХ и традиционного УВХ с обратной связью в для стробоскопического осциллографа (фиг.3) показывает, что в заявляемом УВХ цепь обратной связи реализуется существенно проще за счет того, что отпадает необходимость использования дополнительного ключа (21 на фиг.3) и генератора управляющих им импульсов (22 на фиг.3).A comparison of the structural diagrams of the inventive I / O and traditional I / O with feedback in for a stroboscopic oscilloscope (figure 3) shows that in the inventive I / O, the feedback circuit is implemented much easier due to the fact that there is no need to use an additional key (21 in figure 3) a generator for controlling pulses (22 in FIG. 3).

Примеры реализации блоков заявляемой УВХ в виде ИМС на основе GaAs с использованием в качестве активных элементов ПТШ или ГПТ приведены в [1, 3].Examples of the implementation of the blocks of the inventive UVC in the form of GaAs-based ICs using PTS or GPT as active elements are given in [1, 3].

Источники информацииInformation sources

1. Налбандов Б.Г., Николаев В.А., Старосельский В.И., Шмелев С.С. Патент №2244374 РФ МПК Н03К 19/094. Широкополосная интегральная микросхема устройства выборки и хранения. Бюл. №1, 10.01.2005. - прототип.1. Nalbandov B.G., Nikolaev V.A., Staroselsky V.I., Shmelev S.S. Patent No. 2244374 of the Russian Federation IPC N03K 19/094. Broadband integrated circuit of a sampling and storage device. Bull. No. 1, January 10, 2005. - prototype.

2. Ю.А.Рябинин. Стробоскопическое осциллографирование. М., «Сов. радио», 1972, с.с.76-79.2. Yu.A. Ryabinin. Stroboscopic oscillography. M., "Owls. Radio ”, 1972, pp. 76-79.

3. Bushehri E., Thiede A., Staroselsky V. et al. Dual brige 6 Gsample/s track and hold circuit in AlGaAs/GaAs/AlGaAs HEMT technology. Electronics Letters. 1998, vol.34, №10, p.934-936.3. Bushehri E., Thiede A., Staroselsky V. et al. Dual brige 6 Gsample / s track and hold circuit in AlGaAs / GaAs / AlGaAs HEMT technology. Electronics Letters. 1998, vol. 34, No. 10, p. 934-936.

Claims (1)

Устройство выборки и хранения аналоговой информации, содержащее первый четырехдиодный мостовой смеситель с входным электродом, выходным электродом, анодным электродом и катодным электродом, второй четырехдиодный мостовой смеситель с входным электродом, выходным электродом, анодным электродом и катодным электродом, накопительный конденсатор, включенный между общим электродом «земли» и выходным электродом первого смесителя, формирователь строб-импульсов с входными электродами и выходными электродами, один из которых соединен с анодным электродом первого смесителя и катодным электродом второго смесителя, а второй - с катодным электродом первого смесителя и анодным электродом второго смесителя, а также буферный усилитель с входным электродом, соединенным с выходным электродом первого смесителя, и выходным электродом, отличающееся тем, что выходной электрод второго смесителя соединен с выходным электродом первого смесителя, а выходной электрод буферного усилителя соединен с входным электродом второго смесителя через цепь обратной связи, содержащую расширитель импульсов и включенный последовательно с ним аттенюатор, причем выход расширителя импульсов является выходом устройства.A device for sampling and storing analog information containing a first four-diode bridge mixer with an input electrode, an output electrode, an anode electrode and a cathode electrode, a second four-diode bridge mixer with an input electrode, an output electrode, an anode electrode and a cathode electrode, a storage capacitor connected between the common electrode earth ”and the output electrode of the first mixer, a strobe pulse generator with input electrodes and output electrodes, one of which is connected to the anode the first electrode of the first mixer and the cathode electrode of the second mixer, and the second with the cathode electrode of the first mixer and the anode electrode of the second mixer, as well as a buffer amplifier with an input electrode connected to the output electrode of the first mixer, and an output electrode, characterized in that the output electrode of the second the mixer is connected to the output electrode of the first mixer, and the output electrode of the buffer amplifier is connected to the input electrode of the second mixer through a feedback circuit containing an expander pulses and an attenuator connected in series with it, and the output of the pulse expander is the output of the device.
RU2006123532/09A 2006-07-04 2006-07-04 Device for selection and storage of analog information RU2314580C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123532/09A RU2314580C1 (en) 2006-07-04 2006-07-04 Device for selection and storage of analog information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123532/09A RU2314580C1 (en) 2006-07-04 2006-07-04 Device for selection and storage of analog information

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2314580C1 true RU2314580C1 (en) 2008-01-10

Family

ID=39020276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006123532/09A RU2314580C1 (en) 2006-07-04 2006-07-04 Device for selection and storage of analog information

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2314580C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РЯБИНИН Ю.А. Стробоскопическое осциллографирование, Москва, Сов. радио, 1972, с.76-79. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4539551A (en) Differential voltage amplifier
US8970421B1 (en) High resolution sampling-based time to digital converter
US6587066B1 (en) Circuits and methods for sampling an input signal in a charge redistribution digital to analog converter
Razavi Design of sample-and-hold amplifiers for high-speed low-voltage A/D converters
US20120319878A1 (en) Analog-to-Digital Converter
CN110061724A (en) Comparator circuit
Poujois et al. Low-level MOS transistor amplifier using storage techniques
US11392780B1 (en) Analog multiplier
RU2314580C1 (en) Device for selection and storage of analog information
Acconcia et al. 4.3 ps rms jitter time to amplitude converter in 350nm Si-Ge technology
EP0738041B1 (en) Electronic circuit comprising a comparator
WO2024016519A1 (en) Combined operational amplifier circuit, chip and signal processing apparatus
US4893122A (en) Parallel analog to digital converter employing sample and hold stages
US11830560B2 (en) Track-and-hold circuit
Thomas et al. 1-GHz GaAs ADC building blocks
RU2352061C1 (en) Differential comparator with sample of input signal
RU2244374C2 (en) Broadband integrated circuit of data retrieval and storage device
SU1370758A1 (en) Current comparator
JPS59104827A (en) Integrated circuit for analog-digital conversion
Lee et al. A 7-10b Programmable Cryo-CMOS TI-SAR ADC for Multichannel Qubit Readout with On-Chip Background Inter-Channel Mismatch Calibrations
de Graaf et al. GaAs technology for analog-to-digital conversion
Sugawara et al. A monolithic 14 bit/20/spl mu/s dual channel a/d converter
Johnson et al. Wide bandwidth oscillator/counter A/D converter
SU1388988A2 (en) Voltage-to-frequency converter
Sobczynski 0.5 ns resolution, 8-bit time-to-digital converter with flash ADC

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140705