Аналоговое запоминающее устройство

 

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ленина. (71) Заявитель (54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах преобразования формы информации.

Известны аналоговые запоминающие устрой ства, содержащие коммутируемый дифференциальный каскад, токовые переключатели,. генераторы тока, элемент хранения (конденсатор), блок автоподстройки выходного уровня, истоковый повторитель, диод (1).

Однако эти устройства обладают недостаточной точностью и малым временем хранения.

Известно устройство, содержащее источник измеряемого тока, дифференциальную пару, отражатель тока, токовые ключи, генераторы тока, блок управления, накопительный конденсатор, полевой транзистор, интегрирующее звено, усилитель (2).

Известное устройство имеет недостаточную . точность.

Цель изобретения — увеличение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в аналоговом запоминающем устройстве, содер. жащем источник измеряемого напряжения, 2 подключенный к базе первого транзистора первой дифференциальной пары, коллектор которого подключен ко входу отражателя тока, эмиттеры первой дифференциальной пары через первый токовый ключ соединены с первым генератором тока, управляющие входы токовых ключей соединены с выходами блока управления, коллектор второго транзистора первой дифференциальной пары через диод соединен с накопительным конденсатором и затвором полевого транзистора, исток которого подключен к базе второго транзистора первой дифференциальной пары, ко второму генератору тока и выходу устройства, выход устройства через интегрирующее звено и усилитель подключен к управляющему входу первого генератора тока, коллекторы первых транзисторов первой и второй дифференциальной пары объединены, введена вторая дифференциальная пара, база

2 первого транзистора которой соединена с земляной шиной, база второго транзистора которой подключена к выходу устройства, эмиттеры второй дифференциальной пары чен к источнику измеряемого напряжения, а инвертирующий вход (база транзистора 5) — к выходу устройства. В цепь отрицательной обратной связи, т.е. между коллектором транзистора 5 и накопительным конденсатором 16 включается диод 15, образуется дифференциальный каскад усиления, как и в цредыдущем случае, но с включенным в отрицатель. ную обратную связь диодом. С источника 1 измеряемого напряжения на дифференциальную пару 3 поступает положительный импульс, который усиливается по току и заряжает через диод 15 накопительный конденсатор 16 до максимального своего амплитудного значения.

Отрицательный фронт входного импульса закрывает транзистор 4, так как напряжение на базе транзистора 5 выше в момент перехода входного напряжения через максимальное значение за счет задержки скорости нарастания выходного напряжения на накопительном конденсаторе 16, следовательно, потенциал коллектора транзистора 5 становится ниже потенциала конденсатора 16 и диод 15 закрывается. На накопительном конденсаторе

16 остается значение напряжения, соответствующее максимальному значению входного импульса, плюс напряжение затвор-исток полевого транзистора 18, а на выходе устройства соответственно равное ему. Постоянная времени интегрирующего звена 19 намного больше, чем время хранения на накопительном конденсаторе 16, следовательно, цепь подстройки нулевого уровня выхода не успевает уменьшить выходное напряжение и приведенное смещение остается таким же, как прн включенной дифференциальной паре 3.

Через время, которое достаточно для дальнейшего измерения максимального значения входного импульса и которое намного меньше постоянной времени интегрирующего звена 19 с блока 17 управления поступают потенциалы, отключающие токовые ключи 8, 10, включающие ключи 9, 11. Начинается разряд накопительного конденсатора дифференциальной парой 3 до напряжения, соответствующего напряжению 16 исток-затвор полевого транзистора 18, т.е. выходное напряжение устройства будет равно входному напряжению дифференциальной пары 3, следовательно, нулю. Далее начинается медленный процесс автоподстройки нуля выходного напряжения усилителем 20, т.е. устройство возвращается в исходное состояние.

3а счет применения в устройстве дифференциального усилителя, выполняющего роль ключа разряда конденсатора, дрейф по температуре его уменьшается, как известно, до

10 мкВ/ С, т.е. определяется дрейфом дифференциальной пары транзисторов. Максимальный

3 826565 4 через второй токовый ключ подключены к первому генератору тока, коллекторы вторых транзисторов первой и второй дифференциальных пар соответственно через третий и четвертый токовые ключи соединены с вы5 ходом отражателя тока, причем коллектор второго транзистора второй дифференциальной пары подключен к накопительному конденсатору.

На чертеже представлено предлагаемое аналоговое запоминающее устройство, схема.

Устройство содержит источник 1 измеряемого напряжения, дифференциальные пары 2 и 3, содержащие соответственцо транзисторы

4-7, токовые ключи 8 — 11, отражатель 12 тока, генераторы 13 и 14 тока, диод 15, накопительный конденсатор 16, блок 17 управления, полевой транзистор 18, интегрирующее звено 19, усилитель 20.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии с.блока 17 управления поступают потенциалы на токовые ключи

8 — 11, так что ключи 9, 11 замыкаются и по цепи, от отражателя 12 тока через дифференциальную пару 3, токовые ключи 11, 9 к гене- 2 ратору 13 тока потечет ток, т.е. образуется дифференциальный каскад усиления. Отрицательная обратная связь образуется подачей напряжения с положительного выхода дифференциальной пары 3, т.е. с коллектора транзистора б через истоковый повторитель на по. левом транзисторе 18 на инвертирующий вход (базу транзистора 7) Неинвертирующий вход дифференциальной пары 3 (база транзистора б) соединен с земляной шиной. Начальное смещение на коллекторе транзистора 7 определяет генератор 14, который задает.ток через полевой транзистор 8, а следовательно, и напряжение затвор-исток.

Выходное напряжение устройства через интегрирующее звено 19 подается на устройство сравнения — усилитель 20, который, сравнивая напряжение выхода с нулевым потенциалом, управляет током генератора 13 и умень-. шает выходное смещение, т.е. образуетоя отрицательная обратная связь по медленным из1 менениям выходного напряжения. На накопительном конденсаторе 16 будет фиксированный потенциал, выше потенциала земли на напряжение исток-затвор полевого . транзистора 18.

При переходе устройства в режим измерения с блока управления поступают потенциалы, которые разомкнут ключи 9, 11. и замкнут ключи 8, 10. Дифференциальная пара

3 будет отключена, а вместо нее к отража-. телю 12 тока и генератору 13 подключается дифференциальная пара 2, неинвертирующий вход которой (база транзистора 4) подклю5 8 дрейф его в диапазоне температур 100 С составит 1 мВ, что существенно расширит динами ческий диапазон и точность устройства для минимальных измеряемых сигналов. В устройствах измерение максимального значения сигнала с неопределенным временем поступления сигнала необходимо определить начало сигнала.и задержать сам сигнал в линии задержки на время, достаточное для отключения разрядной цепи накопительного конденсатора и подключения входа устройства к выходу линии задержки.

Насыщенные ключи, как известно, имеют большое время . восстановления, следовательно, необходима линия задержки на 0,5 — 1 мкс, с широкой полосой пропускания, что усложняет предлагаемое устройство. Применение переключаемых дифференциальных каскадов, работающих в линейном режиме усиления, уменьшает время переключения на порядок, уменьшается необходимое время задержки.

В режиме хранения за счет сохранения связей активных элементов с накопительным конденсатором, и компенсацией токов утечки путем встречного включения транзисторов с близкими параметрами и противоположными структурами (ключ 11 и транзистор 7) увеличена точность хранения в несколько раз.

Применение автоподстройки нулевого выходного уровня после гашения емкости хранения уменьшает температурные погрешносп как sрежиме хранения,,так и в режиме за-. писи максимального значения, так как переключаемые дифференциальные пары имеют приблизительно одинаковые статические и температурные параметры.

Формула изобретения

Аналоговое запоминающее устройство, содержащее источник измеряемого напряжения, 26565 6 подключенный к базе первого транзистора первой дифференциальной пары, коллектор кото. рого подключен ко входу отражателя тока, эмиттеры первой дифференциальной пары через первый токовый ключ соединены с первым. генератором тока, управляющие входы токовых ключей соединены с выходами блока управления, коллектор второго транзистора первой дифференциальной пары через диод соединен с. накопительным конденсатором и

10 затвором полевого транзистора, исток которо- го. подключен к базе второго транзистора первой дифференциальной пары, ко второму генератору тока и выходу устройства, а вы15 ход устройства через интегрирующее звено и усилитель подключен к управляющему входу первого генератора тока, коллекторы первых транзисторов первой и второй дифференциальной пары объединены, о т л и ч а ю20 щ е е с я тем, что, с цепью увеличения точности, введена вторая дифференциальная пара, база первого транзистора которой соединена с земляной шиной, база второго тран зистора которой подключена к выходу устройства, а эмиттеры второй, дифферей иальной пары через второй токовый ключ подключены к первому генератору тока, коллекторы вторых транзисторов первой и второй дифференциальных пар соответственно . через третий и четвертый токовые ключи соединены с выходом отражателя тока, причем коллектор .второго транзистора второй дифференциальной пары подключен к накопительному конденсатору.

Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе

1.. Маграчев 3. П. Аналоговые измерительные преобразователи одиночных сигналов, М., "Энергия", 1974, с. 88.

2. Авторское свидетельств . СССР по sassке N 2387234/18-21, кл. Н 03 К 17/60, 19.07.76.

Аналоговое запоминающее устройство Аналоговое запоминающее устройство Аналоговое запоминающее устройство Аналоговое запоминающее устройство 

 

Похожие патенты:

Регистр // 822367

Изобретение относится к автоматике и может использоваться для управления силовыми транзисторными ключами (ТК) на биполярных транзисторах, используемых в бесконтактной защитно-коммутационной аппаратуре

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в приборах коммутации различных исполнительных элементов (ИЭ), а также системах управления

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в электронных системах зажигания двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах сливной преобразовательной техники, например, в качестве мощных быстродействующих ключей высокочастотных инверторов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в контактно-транзисторных системах зажигания транспортных средств и предназначено для изготовления в интегральном исполнении

Изобретение относится к области усилительной и генераторной техники и может быть использовано в широкополосных передающих трактах звукового диапазона частот для радиовещания и звукоподводной связи

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах автоматики, в том числе в информационно-управляющих системах, в качестве электронных ключей

Изобретение относится к электротехнике для использования в преобразователях, вторичных источниках электропитания

Изобретение относится к преобразовательной технике

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательных устройствах с повышенным напряжением, в импульсных источниках вторичного электропитания
Наверх