Аналоговое запоминающее устройство

 

АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее накопительный элемент, выполненный в виде конденсатора , выводы которого подключены к входу и к выходу инвертирующего усилителя , блок ввода информации, состоящий из генератора тока, первого и второго усилительных транзисторов, эмиттеры которых соединены с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, и блок стробирования , состоящий из первого и второго стробирующих транзисторов, базы которых соединены с коллектором первого стробирующего транзистора, а эмиттеры подключены к первым выводам третьего и четвертого резисторов соответственно, вторые выводы которых и выход генератора тока соединены с первой щиной питания, причем база второго усилительного транзистора подключена к выходу инвертирующего усилителя , база первого усилительного транзисП п SSfcjifttf тора и выход инвертирующего усилителя являются входом и выходом устройства соответственно , отличающееся тем, что, с целью повыщения точности хранения и воспроизведения входного сигнала, в него введены ключи, состоящие из диодов, пятого и щестого резисторов и переключающих транзисторов , тип проводимости которых противоположен типу проводимости усилительных и стробирующих транзисторов, причем эмиттер первого переключающего транзистора соединен с анодом первого диода, коллектором первого усилительного транзистора и первым выводом пятого резистора, эмиттер второго переключающего транзистора подключен к аноду второго диода, коллектору второго усилительного транзистора и перг вому выводу щестого резистора, вторые выводы пятого и щестого резисторов соединены с второй щиной питания, коллекторы первого и второго переключающих транзисторов подключены соответственно к коллектору второго стробирующего транзистора и входу инвертирующего усилителя и к коллектору первого стробирующего транзистора, базы переключающих транзисторов соединены с третьей шиной питания, катоды первого и второго диодов объединены и являются управляющим входом устройства, вторые выводы первого и второго резисторов соедине4 ны с входом генератора тока. сл оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зш G 11 С 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3557358/18-24 (22) 28.02.83 (46) 23.07.84. Бюл. № 27 (72) С. В. Полозов (71) Новосибирский государственный университет им. Ленинского комсомола (53) 681.327 (088.8) (56) 1. Бахтиаров Г. Д. и др. Аналого-цифровые преобразователи. 1980, с. 144, рис. 6.23.

2. Там же, с. 139, рис. 6.17 (прототип). (54) (57) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее накопительный элемент, выполненный в виде конденсатора, выводы которого подключены к входу и к выходу инвертирующего усилителя, блок ввода информации, состоящий из генератора тока, первого и второго усилительных транзисторов, эмиттеры которых соединены с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, и блок стробирования, состоящий из первого и второго стробирующих транзисторов, базы которых соединены с коллектором первого стробирующего транзистора, а эмиттеры подключены к первым выводам третьего и четвертого резисторов соответственно, вторые выводы которых и выход генератора тока соединены с первой шиной питания, причем база второго усилительного транзистора подключена к выходу инвертирующего усилителя, база первого усилительного транзисÄÄSUÄÄ 1104587 А тора и выход инвертирующего усилителя являются входом и выходом устройства соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения точности хранения и воспроизведения входного сигнала, в него введены ключи, состоящие из диодов, пятого и шестого резисторов и переключающих транзисторов, тип проводимости которых противоположен типу проводимости усилительных и стробирующих транзисторов, причем эмиттер первого переключающего транзистора соединен с анодом первого диода, коллектором первого усилительного транзистора и первым выводом пятого резистора, эмиттер второго переключающего транзистора подключен к аноду второго диода, коллектору второго усилительного транзистора и первому выводу шестого резистора, вторые выводы пятого и шестого резисторов соединены с второй шиной питания, коллекторы первого и второго переключающих транзисторов подключены соответственно к коллектору второго стробирующего транзистора и входу инвертирующего усилителя и к коллектору первого стробирующего транзистора, базы переключающих транзисторов соединены с третьей шиной питания, катоды первого и второго диодов объединены и являются управляющим входом устройства, вторые выводы первого и второго резисторов соединены с входом генератора тока.

25 лительного и-р-и транзистора соединен с коллектором, базой второго стробирующего р-и-р транзистора и базой первого стробнру- З0 югцего р-и-р транзистора, эмиттеры стробирующих транзисторов через резисторы соединены с шиной второго источника питания, между входом и выходом инвертирующего усилителя включен запоминающий конденсатор, а выход усилителя соединен с базой второго усилительного и-р-и транзистора (2).

Недостатками известного устройства явИзобретение относится к вычислительной технике и может применяться для построения устройств выборки запоминания B аналого-цифровых преобразователях или в качестве выходного устройства в многоканальных цифроаналоговых преобразователях.

Известно аналоговое запоминающее устройство, содержащее два операционных усилителя, накапливающий конденсатор, ключи, выполненные на биполярном транзисторе и

МОП-транзисторе, два ограничительных и компенсирующий диоды (1).

Недостатками данного устройства являются большое апертурное время, следовательно, малое быстродействие и невысокая точность запоминания входного напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является аналоговое запоминающее устройство, содержащее входной дифференциальный каскад на двух усилительных п-р-и транзисторах, эмиттеры которых соединены через резисторы и через стробируемый переключатель тока с генератором тока, подключенный к первому источнику питания, база первого усилительного Il-p-и транзистора является входом устройства, а коллектор соединен с коллектором первого р-и-р стробирующего транзистора и входом инвертирующего усилителя, коллектор второго уси5

",1 H ticji Biol и второго резисторов соответственно, и блок стробирования, состоящий из первого и второго стробирующих транзисторов, базы которых соединены с коллектором первого стробирующего транзистора, а эмиттеры подключены к первым выводам третьего и четвертого резисторов соответcTB(.нно, вторые выводы которых и выход генератора тока соединены с первой шиной питания, причем база второго усилительного транзистора подключена к выходу инвертирующего усилителя, база первого усилительного транзистора и выход инвертирующего усилителя являются входом и выходом устройства соответствен но, введены ключи, состоящие из диодов. пятого и шестого резисторов и переключающих транзисторов, тип проводимости которых противоположен типу проводимости усилительных и стробирующих транзисторов, причем эмиттер первого переключающего транзистора соединен с анодом первого диода, коллектором первого усилительного транзистора и первым выводом пятого резистора, эмиттер второго переключающего транзистора подключен к аноду второго диода, коллектору второго усилительного транзистора и первому выводу шестого резистора, вторые выводя пятого и шестого резисторов соединены с второй шиной питания, коллекторы первого и второго переключающих транзисторов подключены соответственно к коллектору второго стробируюгцего транзистора и входу инвертирующего усилителя и к коллектору первого стробирующего транзистора, базы переключающих транзисторов соединены с третьей шиной питания, катоды первого и второго диодов объединены и являются управляющим входом устройства, вторые выводы первого и второго резисторов соединены с входом генератора тока.

45 ляются сравнительно большая погрешность запоминания, вызванная сквозным прохождением входного сигнала на выход через емкостный делитель, образованный базаколлекторной емкостью первого и-р-и транзистора и запоминающим конденсатором, а также сильное влияние устройства на источник входного сигнала, определяемое изменяющимся при переходе от режима выборки к режиму запоминания базовым током первого и-р-и транзистора.

Цель изобретения — — повышение точности хранения и воспроизведения входного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее накопительный элемент, выполненный в виде конденсатора, выводы которого подключены к входу и к выходу инвертирующего усилителя, блок ввода информации, состоящии из генератора-тока, первого и второго усилительных транзисторов, эмиттеры которых соединены с первыми выводаНа чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит накопительный элемент 1, например конденсатор, первый 2 и второй 3 усилительные транзисторы, резисторы 4 — 7 с первого по четвертый, генератор 8 тока, первый 9 и второй 10 переключающие транзисторы, первый 11 и второй

12 диоды, инвертирующий усилитель 13, первый 14 и второй 15 стробирующие транзисторы, пятый 16 и шестой 17 резисторы.

На чертеже обозначены вход 18 и выход 19 устройства, шины 20 — 22 питания с первой по третью и управляющий вход 23 устройства.

Транзисторы 2 и 3 (п-р-и типа), р-и-р транзисторы 9 и 10, и-р-и транзисторы !4 и 15 имеют попарно идентичные характеристики, а номинальные значения сопротивчений резисторов 4 и 5, 6 и 7, 16 и 17 попарно равны, причем значения сопротивлений резисторов 6 и 7 выбраны таким образом, !

104587 что ток, протекаюгций через них, превышает ток генератора 8 тока.

Устройство работает следующим образом.

В режиме выборки входного сигнала на вход 23 подается положительный перепад напряжения относительно напряжения питания на шине 22, при этом диоды 1! и 12 за пи ра ются.

Ток, протекающий через резисторы 16 и 17, за вычетом коллекторных токов транзисторов 2 и 3 протекает через транзисторы 9 и 10. Разность коллекторного тока второго р-п-р транзистора 10 и тока, протекающего через резисторы 6 и 7 на шину 20, поступает на вход усилителя 13 и перезаряжает конденсатор 1 до тех Ilop, пока lloтенциалы баз транзисторов 2 и 3 не сравняются. 11ри этом их коллекторные токи равны, а также равны между собой токи транзисторов 14 и 15. Разностный ток в узле на входе усилителя !3 оказывается равным нулю, и перезаряд конденсатора 1 прекращается. Устройство отслеживает все изменения входного сигнала, передавая их на выход с коэффициентом передачи, равным единице.

При переходе к режиму хранения на входе 23 устанавливается уровень напряжения, меньший напряжения питания на шине 22.

Диоды 11 и 12 отпираются, а транзисторы 9 и 10 запираются. Транзисторы 14 и 15 обесточиваются. На выходе 19 устройства сохраняется уровень сигнала, соответствующий запомненному на конденсаторе 1 напряжению.

Изменение входного сигнала вызывает изменение коллекторных токов транзисторов

2 и 3, а значит, и токов через диоды 11 и 12.

Изменение напряжения на динамическом сопротивлении открытых диодов 1 и 12 черзвычайно мало, и, следовательно, отсутствует влияние этого изменения напряжения на запомненное напряжение.

В предлагаемом устройстве возможно лишь прямое прохождение входного сигнала на вход усилителя 13 через паразитные емкости монтажа, что легко может быть сведено к минимуму введением соединенного с общей шиной «охранного кольца» вокруг выводов входа усилителя 13 и соответствующих выводов конденсатора l, коллекторов второго р-и-р транзистора 10 и выхода транзистора 15.

При переходе от режима выборки к режиму хранения не изменяется базовый ток от транзистора 2, а значит сводится до минимума влияние устройства на источник входного сигнала.

Предлагаемое устройство может работать в составе, например, многоразрядного аналого-цифрового преобразователя, в котором при переключении с канала «а канал

15 происходит резкое изменение входного сигнала (в худшем случае на величину, равную удвоенной максимальной амплитуде сигнала).

Ч резвы ча йно малое влияние входного сигнала на запомненное напряжение в предлагаемом устройстве позволяет производить переключение каналов сразу по окончании процедуры выборки си гн ала lip è со вмещении во времени процесса переключения каналов с аналого-цифровым преобразованием

25 запомненного напряжения, что на 30 /p увеличивает быстродействие системы.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом повышает точность запоминания выборок сигнала (погрешность в точности составляет, например, 0,01 /p), имеет высокую скорость установления напряжения на выходе (например, 10 В/мкс), обладает малым апертурным временем (5 нс), большим временем хранения (0,5 мс с заданной погрешностью), обеспечивает в 100 — 120 раз меньшее влияние входного сигнала на выходной в режиме запоминания, что, в свою очередь, позволяет увеличить быстродействие и обеспечивает отсутствие модуляции нагрузки для источника входного сигнала, что также повышает точ40 ность хранения и воспроизведения входного сигнала.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства заключается в более высокой точности хранения и воспроизведения на выходе входного сигнала.

1104587

Составитель Т. Зайцева

Реда кто р В. Петр а ш Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 5028/39 Тираж 575 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4