SU756483A1

SU756483A1 - Аналоговое запоминающее устройство

Info

Publication number: SU756483A1
Application number: SU782671460A
Authority: SU
Inventors: Lev A Dubitskij
Original assignee: Lvovskij Polt Inst
Priority date: 1978-10-09
Filing date: 1978-10-09
Publication date: 1980-08-15

Description

Изобретение относится к вычислитёЗТь ной технике и предназначено для выборки и запоминания мгновенных значений напряжения, в частности может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях.

Известны различные виды устройства запоминания аналоговых сигналов, охваченные обратными связями. Высокими метрологическими характеристиками обладает устройство, охваченное двумя контурами обратной связи [1] .

Наиболее близким из известных по технической сущности является аналоговое запоминающее устройство, которое содержит основной усилитель и дополнительный, охваченный отрицательной обратной связью по одному из входов и подключенный этим входом к выходу основного усилителя и через первый ключ к другому входу, конденсатор памяти, включенный между шиной нулевого потенциала и точкой соединения другого входа дополнительного усилителя и одного из входов основного, соединенного через второй и третий ключи соответственно и источником сигналов и выходом дополнительного усилителя.

С замкнутым первым и вторым ключом и разомкнутым третьим устройство охвачено первым контуром отрицатель- ной обратной связи и находится в режиме выборки. Напряжение на конденсаторе памяти и выходе дополнительного операционного усилителя меняется синфазно с напряжением входного

-д сигнала и мало отличается от него по величине. С замкнутым третьим ключом и разомкнутыми остальными устройство охвачено вторым контуром отрицательной обратной связи и находится в режиме хранения. Напряжение с выхода

•5 дополнительного усилителя подается на вход основного усилителя. Так как характеристики основного усилителя не изменяются от режима выборки к режиму хранения, это напряжение устанавливается в режиме хранения равным с высокой точностью напряжению сигнала при переходе устройства из режима выборки в режим хранения [2].

Эти устройства обладают высокой точностью. В лучших образцах погрешность доведена до 0,01%. Тем не менее в настоящее время требуются устройства запоминания с погрешностью до 0,001%. Применение для обеспече756483

ния высокого быстродействия широкополосных усилителей приводит к снижению точности устройств, так как такие усилители имеют малый коэффициент передачи. Увеличение коэффициента передачи усилителей приводит к уменьшению полосы частот усилителей и, следовательно, быстродействия устройств.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее основной накопительный элемент, например конденсатор, одна обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, другая обкладка основного конденсатора соединена с одним из входов первого усилителя, охваченного по другому входу обратной связью, и через первый ключ с выходом второго усилителя, один из входов которого соединен через второй ключ со входом устройства, третий ключ, выход которого соединен с одним из входов второго усилителя, выход которого подсоединен через первый пассивный элемент с другим входом первого усилителя, введены третий и четвертый усилители, каждый из которых охвачен по одному из входов обратной связью, четвертый и пятый ключи, повторитель напряжения, второй, третий и четвертый пассивные элементы и дополнительный накопитель ный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого потенциала, другая обкладка дополнительного конденсатора соединена с одним из входов третьего усилителя и через четвертый ключ с выходом первого усилителя, вход третьего ключа соединен с одним из входов третьего усилителя, другой вход которого через второй пассивный элемент соединен с выходом первого усилителя, выход третьего усилителя подключен через последовательно соединенные пятый ключ и третий пассивный элемент с одним из входов четвертого усилителя, другой

вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход четвертого усилителя соединен с выходом устройства и другим входом второго усилителя, другая обкладка основного конденсатора соединена через последовательно включенные повторитель напряжения и четвертый пассивный элемент с одним из входов четвертого усилителя ,

пряжения, элементы 17-19 обратной 'связи, шина 20 нулевого потенциала.

Устройство работает в трех режимах .

Состояния ключей, соответствующие режимам, приведены в таблице.

10

15

Режимы	Состояние ключей
замкнут	разомкнут
Выборки	5,8,6	7,9
Промежуточ	-
ный	8,7	5,6,9
Хранения	7,9	5,6,20

В режиме выборки напряжение на конденсаторе 14 равно

^и'^4=ивх1₊к₂к,₆ р,;'

20

25

30

35

где и_вх

40

45

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства.

Оно содержит усилители 1-4, ключи 5—9, пассивные элементы 10—13,накопительные элементы, например, конденсаторы 14 и 15, повторитель 16 на— напряжение входного сигнала (напряжение, присутствующее на входе усилителя 2);

— коэффициент передачи усилителя 2’,

— коэффициент передачи усилителя 4 со стороны инвертирующего входа 21*,

К_1& — коэффициент передачи повторителя напряжения 16.

При равенстве сопротивлений резисторов 19 и 13

й, =-θ^ί±_.

' ¹ 1 + 0,5 к.

/*1

В случае К₄ = оо , К

ρ,= ι.

^ии’“вх

16

1, тогда

(2)

На втором этапе напряжение на конденсаторе 14 запоминается и становится входным. Напряжение на конденсаторе 15 устанавливается равным

^и15^=и14

К₂ + 2 1 * к.

(3)

50

55

60

В режиме хранения запоминается напряжение, присутствующее на конденсаторе 15. Вместе с напряжением на конденсаторе 14 данное напряжение становится входным.

Напряжение на выходе устройства, напряжение запоминания, равно

^вых ~Вх

И)

и*к₂р

Выражение (4) получено с соответствующими допущениями и упрощениями.

Отсюда найдется погрешность запоминания

^υβχ· ^иеых’

'Вх

вх"^ивх

-М),

(Пк₂У

к*

(5]

5

756483

6

Из выражения (5) видно, что погрешность запоминания в предлагаемом устройстве в К₄ раз меньше погрешности в известном. Это позволяет, используя операционные усилители с малыми коэффициентами передачи, 5

строить высокоточные устройства запоминания аналоговых сигналов. Например, при К2 = 25 погрешность устройства равняется 0,01%. Для достижения той же погрешности в известном 10 устройстве потребовались бы усилители с коэффициентом передачи 100. Реализация усилителей с большими коэффициентами передачи требует значительных аппаратурных затрат..

Увеличение коэффициентов передачи сильно сказывается на частотных свойствах усилителей и является основным препятствием в создании высокочастотных и одновременно быстродействующих устройств запоминания. Пред- 2θ ложенное устройство позволяет в высокоточных устройствах запоминания аналоговых сигналов применять усилители с малыми коэффициентами передачи. .25

Claims

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее основной накопительный элемент, например, конденсатор, одна обкладка которого соединена с 30 шиной нулевого потенциала, другая обкладка основного конденсатора соединена с одним из входов первого усилителя, охваченного по другому входу обратной связью', и через пер- 35 вый ключ с выходом второго усилителя, один из входов которого соединен через второй ключ со входом устройства, третий ключ, выход которого соечерез первый пассивный элемент с другим входом первого усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены третий и четвертый усилители, каждый из которых охвачен по одному из входов обратной связью, четвертый и пятый ключи, повторитель напряжения, второй, третий и четвертый пассивные элементы и дополнитель.ный накопительный элемент, например конденсатор, одна из обкладок которого соединена с шиной нулевого по’тенциала, другая обкладка дополнитель ного конденсатора соединена с одним из входов третьего усилителя, и через четвертый ключ с выходом первого усилителя вход .третьего ключа соединен с одним из входов третьего усилителя , другой вход которого через второй пассивный элемент соединен с выходом первого усилителя, выход третьего усилителя подключен через последовательно Фоединенные пятый ключ и третий пассивный элемент с одним из входов четвёртого усилителя, другой вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход четвертого усилителя соединен с выходом устройства и другим входом второго усилителя, другая обкладка основного конденсатора соединена через последовательно включенные повторитель напряжения и четвертый пассивный элемент с одним из входов четвертого усилителя.