SU1686481A1 - Sampling and holding circuit - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в вольтметрах посто нного и переменного тока, автоматических системах контрол  переменного напр жени , в контрольно-измерительном оборудовании дл  измерени  параметров изделий электронной техники. Цель изобретени  - повышение точности и надежности. Поставленна  цель осуществл етс  за счет того, что входное напр жение поступает на инвертирующий вход усилител  15 через элемент 10, где сраниваетс  с напр жением с выхода усилител  7, подаваемым через элементы 17 и 13. Выходное напр жение с усилител  15 подаетс  на вход усилител  5 дл  компенсации ошибки рассогласовани , что эквивалентно повышению результирующего коэффициента усилени  в цепи обратной св зи в К раз. Усилитель 4 охватываетс  цепью ООС, находитс  в линейном режиме, что повышает его устойчивость и быстродействие . 1 ил. (Л сThe invention relates to electrical measuring technology and can be used in direct and alternating current voltmeters, automatic alternating voltage control systems, in instrumentation equipment for measuring parameters of electronic products. The purpose of the invention is to increase accuracy and reliability. The goal is achieved due to the fact that the input voltage enters the inverting input of the amplifier 15 through element 10, where it is connected to the voltage from the output of amplifier 7 supplied through elements 17 and 13. The output voltage from amplifier 15 is fed to the input of amplifier 5 to compensate for the error of the error, which is equivalent to increasing the resulting gain in the feedback circuit by K times. Amplifier 4 is enclosed in an OOS circuit, is in linear mode, which increases its stability and speed. 1 il. (L with

Description

.-Ј-f.-Ј-f

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в вольтметрах посто нного и переменного гока, автоматических системах контрол  переменного напр жени , в контрольно-измерительном оборудовании дл  измерени  параметров изделий электронной техники.The invention relates to electrical measuring equipment and can be used in constant and alternating current voltmeters, automatic alternating voltage control systems, in instrumentation equipment for measuring parameters of electronic products.

Цель изобретени  - повышение точности и надежности устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of the device.

На чертеже представлено устройство выборки-хранени .The drawing shows a sampling-storage device.

Устройство содержит первый токозада- ющий элемент 1, первый элемент 2 смещени , первый элемент 3 обратной св зи, первый операционный усилитель 4, первый ключевой элемент 5, накопительный элемент 6 на конденсаторе, второй операционный усилитель 7, инвертор 8, согласующий элемент 9, второй токозадающий элемент 10, второй элемент 11 обратной св зи, второй 12 и третий 13 ключевые элементы, второй элемент 14 смещени , третий операционный усилитель 15, третий 16 и четвертый 17 элементы обратной св зи, информационный вход 18, вход 19 задани  режима, информационный выход 20. Элементы 1-3,9-11,14, 16 и 17 выполнены на резисторах.The device contains the first current-generating element 1, the first displacement element 2, the first feedback element 3, the first operational amplifier 4, the first key element 5, the storage element 6 on the capacitor, the second operational amplifier 7, the inverter 8, the matching element 9, the second current supply element 10, second feedback element 11, second 12 and third 13 key elements, second displacement element 14, third operational amplifier 15, third 16 and fourth 17 feedback elements, information input 18, mode setting input 19, information ny output 20. Elements 1-3,9-11,14, 16 and 17 are made on resistors.

Устройство выборки-хранени  работает следующим образом.The sampling-storage device operates as follows.

Входное напр жение поступает на вход 18 и через элемент 1 на инвертирующий вход усилител  4, через элемент 3 с выхода 20 устройства и выхода усилител  7. При замкнутом элементе 5 выходной сигнал усилител  4 наступает на элемент 6 и неинвертирующий пход усилител  7, повтор ющего на выходе напр жени  на элементе 6. Поскольку через инвертор 8 на элемент 12 подано закрывающее напр жение, то от- крыва тс  элемент 13 и через элементы 10 и 17 входное и выходное напр жение суммируетс  на инвертирующем входе усилител  15, усиливаетс  с коэффициентом, определ емым величиной элемента через элемент 11 поступает на вместе соединенные неинвертирующий вход усилител  4 и первый вывод резистора элемента 2.The input voltage is fed to input 18 and through element 1 to the inverting input of amplifier 4, through element 3 from output 20 of the device and output of amplifier 7. With closed element 5, the output signal of amplifier 4 steps on element 6 and the non-inverting flow of amplifier 7 repeating the output voltage on the element 6. Since the closing voltage is applied to the element 12 through the inverter 8, the opening of the TS element 13 and through the elements 10 and 17, the input and output voltage is summed at the inverting input of the amplifier 15, is amplified by a factor th value of the element through the element 11 enters the connected together non-inverting input of amplifier 4 and the element 2 a first terminal of the resistor.

В режиме хранени  разомкнуты элементы 5 и 13, замкнут элемент 12. В этом случае усилитель 15 сравнивает входной уровень через элемент 10 и выходной уровень усилител  4 через элемент 9.In the storage mode, the elements 5 and 13 are open, the element 12 is closed. In this case, the amplifier 15 compares the input level through element 10 and the output level of amplifier 4 through element 9.

Устройство выборки-хранени  работает с усилением выходного сигнала и его инвер- тированирм Усиление здесь равноThe sampling-storage device operates with an output gain and its invert. Gain here is equal to

«з“H

R,  R,

U7ULU7UL

Дл  минимизации дрейфа величина параллельно включенных элементов 2 и 11 должна быть равнаTo minimize the drift, the value of parallel elements 2 and 11 should be equal to

При замыкании элементов 5 и 13 на врем  выборки происходит следующее На входе действует посто нное напр жение величиной Ui, тогда на выходе операционного усилител  7 действует напр жение, величина которого стремитс  к величинеWhen elements 5 and 13 are closed at the sampling time, the following occurs at the input. A constant voltage Ui acts on the input, then a voltage acts on the output of the operational amplifier 7, the value of which tends to

КзCs

RiRi

Очевидно, что посто нна  времени зар да определ етс  выходным сопротивлением операционного усилител  4,элемента 5 и величиной емкости элемента 6. Операционный усилитель 7 включен повторителем напр жени  и обеспечивает разв зку элемента 6 от выхода 20. Поскольку входное напр жение Ui через элемент 10 поступает на инвертирующий вход усилител  15, где сравниваетс  с напр жением с выхода усилител  7, подаваемым через элемент 17 и элемент 13, то выходное напр жение усилител  15 равноObviously, the charge time constant is determined by the output impedance of the operational amplifier 4, element 5 and the capacitance of the element 6. The operational amplifier 7 is switched on by a voltage follower and provides isolation of element 6 from the output 20. As the input voltage Ui goes through element 10 to the inverting input of amplifier 15, where it is compared with the voltage from the output of amplifier 7 supplied through element 17 and element 13, then the output voltage of amplifier 15 is equal to

UU

(J1R I У± -L U15 lRio Ri7 f Rn(J1R I ± ± L U15 lRio Ri7 f Rn

RIG.Rig.

Это напр жение подаетс  на неинвертирующий вход усилител  5 дл  компенсации ошибки рассогласовани , что эквивалентно повышению результирующего коэффициента усилени  в цепи обратной св зи в К раз, величина которого определ етс  величинойThis voltage is applied to the non-inverting input of amplifier 5 to compensate for the error of the mismatch, which is equivalent to increasing the resulting gain in the feedback circuit K times, the value of which is determined by

RieRie

К TO

R17 R17

При выключении элементов 5 и 13 включаетс  элемент 12, что не позвол ет разорвать цепь ООС, что имеет место в известных схемах. Усилитель 4 охватываетс  цепью ООС, находитс  в линейном режиме , что повышает его устойчивость и быстродействие.When elements 5 and 13 are turned off, element 12 is turned on, which does not allow breaking the circuit of environmental protection, which is the case in known circuits. Amplifier 4 is enclosed in an OOS circuit, is in linear mode, which increases its stability and speed.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство выборки-хранени , содержащее первый и второй операционные усилители , накопительный элемент на конденсаторе, первые токозадающий элемент , элемент смещени  и элемент обратной св зи на резисторах, первый ключевой элемент, информационный вход которого подключен к выходу первого операционного усилител , инвертирующий вход которого подключен к первым выводам резисторов первых токозадающего элемента и элемента обратной св зи, второй вывод резистора первого токозадающего элемента  вл етс Claims: A sampling-storage device comprising first and second operational amplifiers, a storage element on a capacitor, a first current supply element, an offset element and a feedback element on resistors, the first key element whose information input is connected to the output of the first operational amplifier, which inverts the input connected to the first terminals of the resistors of the first current-generating element and the feedback element, the second terminal of the resistor of the first current-generating element is информационным входом устройства, второй вывод резистора первого элемента обратной св зи подключен к выходу второго операционного усилител , объединенного с его инверсным входом, и  вл етс  информационным выходом устройства, информационный выход первого ключевого элемента подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилител  и первому выводу конденсатора накопительного элемента , второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала устройства, управл ющий вход первого ключевого элемента подключен к входу задани  режима устройства, неинвертирующий вход первого операционного усилител  подключен к первому выводу резистора первого элемента смещени , второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и надежности, в него введены третий операционный усилитель , инвертор, первый и второй ключевые элементы, выполненные на резисторах второй, третий и четвертый элементы обратной св зи, вторые токозадающий элемент и элемент смещени , согласующий элемент, причем неинвертирующий вход третьего операционного усилител  подключен к первому выводу резистора второго элементаthe information input of the device, the second output of the first feedback element resistor is connected to the output of the second operational amplifier, combined with its inverse input, and is the information output of the device, the information output of the first key element is connected to the noninverting input of the second operational amplifier and the first output of the storage element capacitor , the second output of which is connected to the zero potential bus of the device, the control input of the first key element is connected to the input 3 Tribute to the device mode, the non-inverting input of the first operational amplifier is connected to the first output of the first bias resistor, the second output of which is connected to the zero potential bus of the device, characterized in that, in order to improve the accuracy and reliability, the third operational amplifier, inverter, first and the second key elements made on the resistors of the second, third and fourth feedback elements, the second current supply element and the bias element, the matching element, and non-inverting th input of the third operational amplifier is connected to the first terminal of the second resistor element смещени , второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала устройстпа. инвертирующий вход третьего операционного усилител  подключен к информационным выходу второго и входу третьего ключевых элементов, первым выводам резисторов второго токозадающего элемента и третьего элемента обратной св зи, второй вывод которого соединен с выходом третьего операционного усилител  и первым выводом резистора второго элемента обратной св зи, второй вывод которого соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилител , первый и второй выводы резистора согласующего элемента подключены соответственно к выходу первого операционного усилител  и информационному входу второго ключевого элемента, управл ющий вход которого подключей к выходу инвертора, вход которого объединен с управл ющим входом третьего ключевого элемента и подключен к входу задани  режима устройства, первый и второй выводы резистора четвертого элементаbias, the second output of which is connected to the bus of the zero potential of the device. the inverting input of the third operational amplifier is connected to the information output of the second and the input of the third key elements, the first terminals of the resistors of the second current supply element and the third feedback element, the second terminal of which is connected to the output of the third operational amplifier and the first terminal of the second feedback element resistor, the second terminal which is connected to the non-inverting input of the first operational amplifier, the first and second terminals of the resistor of the matching element are connected respectively to the output of the first operational amplifier and the information input of the second key element, the control input of which is connected to the output of the inverter, the input of which is combined with the control input of the third key element and connected to the input of the device mode, the first and second terminals of the fourth element resistor обратной св зи подключены соответственно к информационному выходу третьего ключевого элемента и выходу устройства, второй вывод резистора второго токозадающего элемента соединен с информационным входом устройства.feedback is connected respectively to the information output of the third key element and the output of the device, the second terminal of the resistor of the second current supply element is connected to the information input of the device.