[go: up one dir, main page]

RU2020616C1 - Analog storage - Google Patents

Analog storage Download PDF

Info

Publication number
RU2020616C1
RU2020616C1 SU4914347A RU2020616C1 RU 2020616 C1 RU2020616 C1 RU 2020616C1 SU 4914347 A SU4914347 A SU 4914347A RU 2020616 C1 RU2020616 C1 RU 2020616C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
attenuator
input
operational amplifier
information
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Л. Свирид
Original Assignee
Минский радиотехнический институт
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 Минский радиотехнический институт filed Critical Минский радиотехнический институт
Priority to SU4914347 priority Critical patent/RU2020616C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2020616C1 publication Critical patent/RU2020616C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

FIELD: automatics; test equipment. SUBSTANCE: third switch is introduced into analog storage. Attenuator has voltage follower, restricting element made on the base of resistor and voltage divider. Attenuator may also be made of two voltage dividers. EFFECT: improved precision of the device. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и контрольно-измерительной технике, предназначено для осуществления операции выборки-хранения аналоговой информации с повышенной точностью и может быть использовано как функциональный элемент микроэлектроники в системах сбора и распределения данных микропроцессорных устройств. The invention relates to automation and control equipment, is intended for the operation of sampling and storing analog information with increased accuracy and can be used as a functional element of microelectronics in data acquisition and distribution systems of microprocessor devices.

Известно устройство выборки-хранения аналоговой информации, содержащее два операционных усилителя, три переключателя и два конденсатора с идентичными параметрами, а также три резистора и два диода [1]. A device for sampling and storing analog information containing two operational amplifiers, three switches and two capacitors with identical parameters, as well as three resistors and two diodes [1].

Это устройство характеризуется повышенной точностью хранения информации, достигаемой за счет выполнения двух идентичных цепей разряда накопительных конденсаторов, подключенных к входам операционного усилителя, однако оно не обеспечивает требуемой более высокой точности хранения аналоговой информации из-за реализуемых недостаточно больших постоянных времени разряда данных конденсаторов. This device is characterized by increased accuracy of information storage achieved by performing two identical discharge capacitor discharge circuits connected to the inputs of the operational amplifier, however, it does not provide the required higher accuracy of storing analog information due to the insufficiently large discharge time constants of the capacitors.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для запоминания аналоговой информации, содержащее первый и второй конденсаторы, первый и второй переключатели, операционный усилитель, а также резистор и аттенюатор, состоящий из двух последовательно соединенных резисторов, при этом выход первого переключателя через резистор соединен с одним из выводов первого конденсатора и неинвертирующим входом операционного усилителя, выход которого, являющийся выходом устройства, соединен с одним из выводов второго конденсатора и свободным выводом одного из резисторов аттенюатора, точка соединения резисторов аттенюатора через второй переключатель соединена с инвертирующим входом операционного усилителя и вторым выводом второго конденсатора, второй вывод первого конденсатора и свободный вывод второго резистора аттенюатора соединены с общей шиной, управляющие входы первого и второго переключателей соединены с управляющим входом устройства, а информационный вход первого переключателя соединен с информационным входом устройства [2]. Of the known devices, the closest in technical essence is a device for storing analog information containing the first and second capacitors, first and second switches, an operational amplifier, as well as a resistor and attenuator, consisting of two series-connected resistors, while the output of the first switch through the resistor is connected with one of the terminals of the first capacitor and a non-inverting input of the operational amplifier, the output of which, which is the output of the device, is connected to one of the terminals of the WTO of the capacitor and the free output of one of the attenuator resistors, the connection point of the attenuator resistors through the second switch is connected to the inverting input of the operational amplifier and the second output of the second capacitor, the second output of the first capacitor and the free output of the second attenuator resistor are connected to the common bus, the control inputs of the first and second switches connected to the control input of the device, and the information input of the first switch is connected to the information input of the device [2].

Данное устройство также отличается высокой точностью хранения аналоговой информации, однако получить более высокую точность хранения информации и в этом устройстве не удается из-за неодинаковых постоянных времени разряда накопительных конденсаторов, реализуемых даже при идентичных параметрах конденсаторов и переключателей. This device also has a high accuracy of storing analog information, however, it is not possible to obtain a higher accuracy of information storage in this device due to the unequal discharge time constants of storage capacitors, which are realized even with identical parameters of capacitors and switches.

Целью изобретения является повышение точности хранения информации за счет обеспечения одинаковых и достаточно больших постоянных времени разряда накопительных конденсаторов. The aim of the invention is to improve the accuracy of information storage by ensuring the same and sufficiently large constant discharge time of storage capacitors.

Цель достигается тем, что в устройство для запоминания аналоговой информации, содержащее первый и второй конденсаторы, первый и второй переключатели, операционный усилитель, а также резистор и аттенюатор, при этом выход первого переключателя через резистор соединен с одним из выводов первого конденсатора и неинвертирующим входом операционного усилителя, выход которого, являющийся выходом устройства, соединен с одним из выводов второго конденсатора и входом аттенюатора, первый выход аттенюатора через второй переключатель соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и вторым выводом второго конденсатора, второй вывод первого конденсатора соединен с общей шиной, а управляющие входы первого и второго переключателей соединены с управляющим входом устройства, введен третий переключатель, информационный и управляющий входы которого соединены соответственно с информационным и управляющим входами устройства, а выход третьего переключателя соединен с информационным входом первого переключателя и вторым выходом аттенюатора. The goal is achieved in that in a device for storing analog information containing the first and second capacitors, first and second switches, an operational amplifier, as well as a resistor and attenuator, while the output of the first switch through a resistor is connected to one of the terminals of the first capacitor and a non-inverting input of the operating amplifier, the output of which, which is the output of the device, is connected to one of the terminals of the second capacitor and the input of the attenuator, the first output of the attenuator through the second switch is connected to by the operational input of the operational amplifier and the second output of the second capacitor, the second output of the first capacitor is connected to a common bus, and the control inputs of the first and second switches are connected to the control input of the device, a third switch is introduced, the information and control inputs of which are connected respectively to the information and control inputs of the device, and the output of the third switch is connected to the information input of the first switch and the second output of the attenuator.

Устройство отличается и тем, что в нем аттенюатор выполнен в виде трех резисторов и повторителя напряжения, при этом первый и второй резисторы соединены последовательно и включены между входом и общей шиной аттенюатора, точка соединения первого и второго резисторов подключена к первому выходу аттенюатора и через повторитель напряжения соединена с одним из выводов третьего резистора, второй вывод которого соединен с вторым выходом аттенюатора. The device is also characterized in that the attenuator is made in the form of three resistors and a voltage follower, while the first and second resistors are connected in series and connected between the input and the common attenuator bus, the connection point of the first and second resistors is connected to the first output of the attenuator and through the voltage follower connected to one of the terminals of the third resistor, the second terminal of which is connected to the second output of the attenuator.

Устройство отличается также и тем, что в нем аттенюатор выполнен в виде трех резисторов, при этом первый и второй резисторы соединены последовательно и включены между входом и общей шиной аттенюатора, точка соединения первого и второго резисторов подключена к первому выходу аттенюатора и через третий резистор соединена с вторым выходом аттенюатора. The device also differs in that the attenuator is made in the form of three resistors, the first and second resistors are connected in series and connected between the input and the common bus of the attenuator, the connection point of the first and second resistors is connected to the first output of the attenuator and connected to second output attenuator.

На фиг. 1 представлена структурно-принципиальная схема устройства для запоминания аналоговой информации; на фиг.2, 3 - варианты реализации аттенюатора. In FIG. 1 is a structural schematic diagram of a device for storing analog information; figure 2, 3 - implementation options of the attenuator.

Устройство для запоминания аналоговой информации (фиг. 1) содержит первый и второй накопительные конденсаторы 1 и 2, первый и второй ключи 3 и 4, операционный усилитель 5, нагрузочный резистор 6, аттенюатор 7, а также третий ключ 8. A device for storing analog information (Fig. 1) contains the first and second storage capacitors 1 and 2, the first and second switches 3 and 4, an operational amplifier 5, a load resistor 6, an attenuator 7, and a third switch 8.

При этом выход первого ключа 3 через резистор 6 соединен с одним из выводов первого конденсатора 1 и неинвертирующим входом операционного усилителя 5, выход которого, являющийся выходом 9 устройства, соединен с одним из выводов второго конденсатора 2 и входом 10 аттенюатора 7. Первый вход 11 аттенюатора 7 через второй ключ 4 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 5 и вторым выводом второго конденсатора 2. Второй вывод первого конденсатора 1 соединен с шиной нулевого потенциала 12, а управляющие входы первого и второго ключей 3 и 4 соединены с управляющим входом 13 устройства. Информационный и управляющий входы третьего ключа 8 соединены соответственно с информационным и управляющим входами 14 и 13 устройства. Выход третьего ключа 8 соединен с информационным входом первого ключа 3 и вторым выходом 15 аттенюатора 7. The output of the first key 3 through a resistor 6 is connected to one of the terminals of the first capacitor 1 and a non-inverting input of the operational amplifier 5, the output of which, which is the output 9 of the device, is connected to one of the terminals of the second capacitor 2 and the input 10 of the attenuator 7. The first input 11 of the attenuator 7 through the second key 4 is connected to the inverting input of the operational amplifier 5 and the second output of the second capacitor 2. The second output of the first capacitor 1 is connected to the zero potential bus 12, and the control inputs of the first and second keys 3 and 4 with are united to a control input 13 of the device. The information and control inputs of the third key 8 are connected respectively to the information and control inputs 14 and 13 of the device. The output of the third key 8 is connected to the information input of the first key 3 and the second output 15 of the attenuator 7.

Аттенюатор 7 (фиг.1) содержит первый, второй и третий резисторы 16-18, а также повторитель 19 напряжения. При этом первый и второй резисторы 16 и 17 соединены последовательно, образуют делитель напряжения, и включены между входом 10 и шиной 12. Точка соединения первого и второго резисторов 16 и 17 подключена к первому выходу 11 аттенюатора 7 и через повторитель 19 напряжения соединена с одним из выводов третьего резистора 18, второй вывод которого соединен с вторым выходом 15 аттенюатора. The attenuator 7 (figure 1) contains the first, second and third resistors 16-18, as well as a voltage follower 19. In this case, the first and second resistors 16 and 17 are connected in series, form a voltage divider, and are connected between the input 10 and the bus 12. The connection point of the first and second resistors 16 and 17 is connected to the first output 11 of the attenuator 7 and is connected to one of the voltage repeater 19 the conclusions of the third resistor 18, the second terminal of which is connected to the second output 15 of the attenuator.

Аттенюатор 7 (фиг. 2) выполнен в виде соединенного первого, второго, четвертого и пятого резисторов 16, 17, 20 и 21, образующих два делителя напряжения. The attenuator 7 (Fig. 2) is made in the form of a connected first, second, fourth and fifth resistors 16, 17, 20 and 21, forming two voltage dividers.

Аттенюатор 7 (фиг. 3) выполнен в виде первого, второго и третьего резисторов 16-18. При этом первый и второй резисторы 16 и 17 соединены последовательно, образуют делитель и включены между входом 10 и общей шиной 12 аттенюатора 7. Точка соединения первого и второго резисторов 16 и 17 подключена к первому выходу 11 аттенюатора 7 и через третий резистор 18 соединена с вторым выходом 15 аттенюатора. The attenuator 7 (Fig. 3) is made in the form of the first, second and third resistors 16-18. The first and second resistors 16 and 17 are connected in series, form a divider and are connected between the input 10 and the common bus 12 of the attenuator 7. The connection point of the first and second resistors 16 and 17 is connected to the first output 11 of the attenuator 7 and connected to the second through the third resistor 18 output 15 attenuator.

Устройство для запоминания аналоговой информации работает следующим образом. A device for storing analog information works as follows.

Исходно первый и второй конденсаторы 1 и 2, характеризующиеся номинальными значениями емкости С1 и С2, а также первый, второй и третий ключи 3, 4 и 8, имеющие во включенном состоянии малые сопротивления rвкл.3, rвкл.4 и rвкл.8 и выключенном состоянии большие сопротивления Rвыкл.3, Rвыкл.4 и Rвыкл.8, в первом приближении считают идентичными:
C1 = C2 = C, (1)
rвкл.3 = rвкл.4 = rвкл.8 = rвкл, (2)
Rвыкл.3 = Rвыкл.4 = Rвыкл.8 = Rвыкл. (3)
Первый и второй резисторы 16 и 17 аттенюатора 7 также считают идентичными и их сопротивления R16 = R17 = 2R, а коэффициент передачи повторителя 19 напряжения близок к единице. При этом первый и второй конденсаторы 1 и 2 полагают разряженными.
Initially, the first and second capacitors 1 and 2, characterized by the nominal values of the capacitance C 1 and C 2 , as well as the first, second and third switches 3, 4 and 8, having in the on state low resistances r on 3 , r on 4 and r On and off, large resistance R off 3 , R off 4 and R off 8 , in a first approximation, are considered identical:
C 1 = C 2 = C, (1)
r on 3 = r on 4 = r on 8 = r on , (2)
R Off3 vykl.4 = R = R = R vykl.8 off. (3)
The first and second resistors 16 and 17 of the attenuator 7 are also considered identical and their resistance R 16 = R 17 = 2R, and the transfer coefficient of the voltage follower 19 is close to unity. In this case, the first and second capacitors 1 and 2 are assumed to be discharged.

Под влиянием сигнала источника управляющего напряжения, подключаемого между управляющим входом 13 и шиной 12 устройства, первый, второй и третий ключи 3, 4 и 8 переводятся во включенное состояние. При этом с помощью второго ключа 4 к инвертирующему входу операционного усилителя 5 подключаются первый и второй резисторы 16 и 17 аттенюатора 7, которые образуют цепь отрицательной обратной связи. Under the influence of the signal of the source of control voltage connected between the control input 13 and the bus 12 of the device, the first, second and third switches 3, 4 and 8 are turned on. In this case, using the second key 4, the first and second resistors 16 and 17 of the attenuator 7 are connected to the inverting input of the operational amplifier 5, which form a negative feedback circuit.

При действии напряжения источника сигнала, подключаемого между информационным входом 14 и шиной 12 устройства, через включенные третий и первый ключи 8 и 3 и резистор 6 происходит заряд первого конденсатора 1 с постоянной времени
τ31 = [(Ri + rвкл.8)||R18 + rвкл.1 + R6]C1
(4)
≈ (Ri + R6 + 2 rвкл) C,
где Ri - внутреннее сопротивление источника сигнала; R18 - сопротивление третьего резистора 18 аттенюатора 7, выбираемое из условия R18 >> (Ri + rвкл), реально R18 = R

Figure 00000001
R17 = R; R6 - сопротивление резистора 6.Under the action of the voltage of the signal source connected between the information input 14 and the bus 12 of the device, through the included third and first keys 8 and 3 and resistor 6, the first capacitor 1 is charged with a time constant
τ 31 = [(R i + r on 8 ) || R 18 + r on 1 + R 6 ] C 1
(4)
≈ (R i + R 6 + 2 r on ) C,
where R i is the internal resistance of the signal source; R 18 is the resistance of the third resistor 18 of the attenuator 7, selected from the condition R 18 >> (R i + r on ), actually R 18 = R
Figure 00000001
R 17 = R; R 6 is the resistance of the resistor 6.

Получаемое на первом конденсаторе 1 напряжение передается на выход операционного усилителя 5 с масштабным коэффициентом, определяющимся цепью отрица- тельной обратной связи (в первом приближении K1= 1 +

Figure 00000002
= 2, которое с помощью первого и второго резисторов 16 и 17 ослабляется (в два раза) и в виде напряжения обратной связи поступает на первый выход 11 аттенюатора 7 и через включенный второй ключ 4 воздействует на инвертирующий вход операционного усилителя 5. Ослабленные напряжения беспрепятственно передается также на выход повторителя 19 напряжения. При данной ситуации разность напряжений, действующая между выводами третьего резистора 18 аттенюатора 7, оказывается незначительной по величине. В связи с этим влияние сопротивления третьего резистора 18 на процесс заряда первого конденсатора 1 заметно не сказывается.The voltage obtained at the first capacitor 1 is transmitted to the output of the operational amplifier 5 with a scale factor determined by the negative feedback circuit (in the first approximation, K 1 = 1 +
Figure 00000002
= 2, which with the help of the first and second resistors 16 and 17 is attenuated (twice) and in the form of feedback voltage is supplied to the first output 11 of the attenuator 7 and through the included second key 4 acts on the inverting input of the operational amplifier 5. The attenuated voltage is freely transmitted also to the output of the voltage follower 19. In this situation, the voltage difference between the terminals of the third resistor 18 of the attenuator 7 is small in magnitude. In this regard, the influence of the resistance of the third resistor 18 on the charge process of the first capacitor 1 is not noticeably affected.

Под влиянием разности напряжений, образуемой между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя 5, происходит заряд второго конденсатора 2 с постоянной времени
τ32= (R16 || R17 + rвкл.2) С2 = (R + rвкл)С (5)
С целью обеспечения равных постоянных времени заряда (4), (5) при идентичных параметрах (1), (2) номинальное значение сопротивления резистора 6 определяют из условия
R6 = R - Ri - rвкл (6)
Получаемое напряжение отрицательной обратной связи непрерывно сравнивается с напряжением, накапливаемым первым конденсатором 1, образуя между входами операционного усилителя 5 приращение напряжения ΔU. В связи с тем, что напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 5 меньше напряжения, действующего на неинвертирующем входе, на величину ΔU, второй конденсатор 2 в установившемся режиме заряжается до напряжения, превышающего значение напряжения первого конденсатора 1 на величину этого приращения.
Under the influence of the voltage difference formed between the output and the inverting input of the operational amplifier 5, the second capacitor 2 is charged with a time constant
τ 32 = (R 16 || R 17 + r on 2 ) С 2 = (R + r on ) С (5)
In order to ensure equal charge time constants (4), (5) with identical parameters (1), (2), the nominal value of the resistor 6 is determined from the condition
R 6 = R - R i - r on (6)
The resulting negative feedback voltage is continuously compared with the voltage accumulated by the first capacitor 1, forming a voltage increment ΔU between the inputs of the operational amplifier 5. Due to the fact that the voltage at the inverting input of the operational amplifier 5 is less than the voltage acting at the non-inverting input by ΔU, the second capacitor 2 in steady state is charged to a voltage exceeding the voltage value of the first capacitor 1 by the value of this increment.

По окончании действия напряжения на управляющем входе 13 первый, второй и третий ключи 3, 4 и 8 переходят в выключенное состояние и устройство в целом переводится в режим хранения накопленной аналоговой информации. At the end of the voltage at the control input 13, the first, second and third keys 3, 4 and 8 go into the off state and the device as a whole is transferred to the storage mode of the accumulated analog information.

При выключенном третьем ключе 8 напряжение с выхода повторителя 19 через третий резистор 18 беспрепятственно передается на второй выход 15 аттенюатора 7 и далее на информационный вход первого ключа 3 и разность напряжений между его информационным входом и выходом становится такой же (близкой к нулю), что и разность напряжений, действующая между информационным входом и выходом второго ключа 4. В связи с этим первый и второй конденсаторы 1 и 2 начинают постепенно разряжаться с достаточно большими и при идентичных параметрах (1), (3) примерно равными постоянными времени:

Figure 00000003
=
Figure 00000004
C1
Figure 00000005
C, (7)
Figure 00000006
=
Figure 00000007
R
Figure 00000008
R17+
Figure 00000009
C2
Figure 00000010
C, (8) где К - коэффициент, характеризующий отношение напряжений, действующих между информационным входом и выходом первого и второго ключей 3 и 4 (этот коэффициент при оговоренных выше условиях весьма близок к единице).When the third switch 8 is turned off, the voltage from the output of the repeater 19 through the third resistor 18 is freely transferred to the second output 15 of the attenuator 7 and then to the information input of the first switch 3 and the voltage difference between its information input and output becomes the same (close to zero) as the voltage difference between the information input and the output of the second switch 4. In this regard, the first and second capacitors 1 and 2 begin to gradually discharge with sufficiently large and with identical parameters (1), (3) approximately equal time constants:
Figure 00000003
=
Figure 00000004
C 1
Figure 00000005
C, (7)
Figure 00000006
=
Figure 00000007
R
Figure 00000008
R 17 +
Figure 00000009
C 2
Figure 00000010
C, (8) where K is the coefficient characterizing the ratio of the voltages acting between the information input and the output of the first and second switches 3 and 4 (this coefficient under the conditions mentioned above is very close to unity).

В результате этого разность напряжений ΔU, действующая между входами операционного усилителя 5, во времени изменяется незначительно, поддерживая с достаточно высокой точностью постоянство запомненного выходного напряжения устройства. As a result of this, the voltage difference ΔU acting between the inputs of the operational amplifier 5 changes insignificantly in time, maintaining with a fairly high accuracy the constancy of the stored output voltage of the device.

При возобновлении сигналов на управляющем и информационном входах 13 и 14 устройства (фиг.1) первый и второй конденсаторы 1 и 2 перезаряжаются с постоянными времени (4) и (5). Причем, если уровень информационного сигнала не превышает уровня хранимого напряжения, то первый и второй конденсаторы 1 и 2 разряжаются, а при обратной ситуации данных сигналов они подзаряжаются до уровня анализируемого сигнала. When resuming signals at the control and information inputs 13 and 14 of the device (Fig. 1), the first and second capacitors 1 and 2 are recharged with time constants (4) and (5). Moreover, if the level of the information signal does not exceed the level of the stored voltage, then the first and second capacitors 1 and 2 are discharged, and in the reverse situation of these signals they are recharged to the level of the analyzed signal.

Предлагаемое устройство (фиг.1) работает аналогично, если в нем аттенюатор 7 реализован по схемам, представленным на фиг.2,3. Отличие состоит лишь в том, что требуемые напряжения на втором выходе 15 аттенюатора 7 (фиг. 2, а) и сопротивление, эквивалентное сопротивлению третьего резистора 18 (фиг.1), создаются с помощью делителя, состоящего из четвертого и пятого резисторов 20 и 21, аналогично делителю, выполненному на первом и втором резисторах 16 и 17, с теми же номиналами. Достигаемый при этом эффект окажется тем же, если только будет обеспечена идентичность коэффициента К, входящего в выражения (7), (8), для обоих делителей. Однако кажущаяся простота такой реализации аттенюатора 7 (фиг.2), например, для интегрального исполнения является достаточно сложной из-за трудностей выполнения двух точных делителей с идентичными параметрами. The proposed device (figure 1) works similarly if the attenuator 7 is implemented according to the schemes presented in figure 2,3. The only difference is that the required voltage at the second output 15 of the attenuator 7 (Fig. 2, a) and the resistance equivalent to the resistance of the third resistor 18 (Fig. 1) are created using a divider consisting of the fourth and fifth resistors 20 and 21 , similarly to the divider made on the first and second resistors 16 and 17, with the same denominations. The effect achieved in this case will turn out to be the same if the coefficient K included in expressions (7), (8) is identical for both divisors. However, the apparent simplicity of such an implementation of the attenuator 7 (figure 2), for example, for integral performance is quite complicated due to the difficulties of performing two exact dividers with identical parameters.

В случае реализации аттенюатора 7 по схеме, представленной на фиг.3, третий резистор 18 подключается к первому выходу 11, на котором действует требуемое значение напряжения. При этом несколько ухудшаются условия заряда первого и второго конденсаторов 1 и 2 (фиг.1), так как существует взаимосвязь зарядных цепей. Однако, когда не требуется высокой точности обработки сигналов, такой вариант реализации аттенюатора 7 (фиг.3) может широко использоваться на практике. In the case of the implementation of the attenuator 7 according to the scheme shown in figure 3, the third resistor 18 is connected to the first output 11, which acts on the desired voltage value. In this case, the charging conditions of the first and second capacitors 1 and 2 are somewhat worse (Fig. 1), since there is a relationship between the charging circuits. However, when high accuracy of signal processing is not required, this embodiment of the attenuator 7 (Fig. 3) can be widely used in practice.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными техническими решениями, в том числе и с устройством-прототипом, которое в настоящее время является лучшим спроектированным образцом и которое в связи с этим принимаем за базовый объект, отличается повышенной точностью хранения аналоговой информации. Существенное повышение точности хранения информации достигается за счет обеспечения одинаковых и достаточно больших постоянных времени разряда накопительных конденсаторов путем создания разности потенциалов между информационным входом и выходом первого и второго ключей 3 и 4, близкой к нулю. Это позволяет увеличить их эквивалентные сопротивления в выключенном состоянии реально в десятки или сотни раз. The proposed device in comparison with the known technical solutions, including the prototype device, which is currently the best designed sample and which in this regard is taken as the base object, has an increased accuracy of storing analog information. A significant increase in the accuracy of information storage is achieved by providing identical and sufficiently large discharge time constants of storage capacitors by creating a potential difference between the information input and output of the first and second keys 3 and 4, which is close to zero. This allows you to increase their equivalent resistance in the off state really tens or hundreds of times.

Выигрыш в точности хранения аналоговой информации определим теоретически. The gain in the accuracy of storing analog information is determined theoretically.

Изменение выходного напряжения устройства в режиме хранения информации во времени t математически описывается следующим образом:
Uвых(t)=

Figure 00000011
Ue
Figure 00000012
-
Figure 00000013
Uвых(t)-(U+ΔU)
Figure 00000014
Ko, (9) где U и U + ΔU - напряжения, действующие на первом и втором конденсаторах 1 и 2 в момент времени, когда устройство переходит в режим хранения информации; Δt - текущее время, отсчитываемое с момента перехода устройства в режим хранения информации; Ко - коэффициент передачи операционного усилителя 5.The change in the output voltage of the device in the information storage mode in time t is mathematically described as follows:
U o (t) =
Figure 00000011
Ue
Figure 00000012
-
Figure 00000013
U o (t) - (U + ΔU)
Figure 00000014
K o , (9) where U and U + ΔU are the voltages acting on the first and second capacitors 1 and 2 at the time when the device goes into information storage mode; Δt is the current time counted from the moment the device enters the information storage mode; To about - the transfer coefficient of the operational amplifier 5.

Соотношение (9) представим в другом виде:
Uвых(t)=

Figure 00000015
U
Figure 00000016
e
Figure 00000017
+
Figure 00000018
1+
Figure 00000019
Figure 00000020
. (10)
В начальный момент времени, когда Δt= = 0,
Uвых(o)= U
Figure 00000021
=
Figure 00000022
. (11)
Полагая, что по свойствам операционного усилителя 5 ΔU =
Figure 00000023
, выражение (11) позволяет найти:
Uвых(0) = 2U (12)
и
Figure 00000024
=
Figure 00000025
. (13)
С учетом соотношений (12) и (13) уравнение (10) приобретает вид:
Uвых(t)= U
Figure 00000026
(14)
Отсюда находим погрешность хранения информации в предлагаемом устройстве
δUвых(t)=
Figure 00000027
-1 =
Figure 00000028
(15)
Так как
Figure 00000029
≪ 1, то соотношение для погрешности хранения информации (15) принимает удобный для практического использования вид:
δUвых(t)=
Figure 00000030
. (16)
При условии равенства постоянных времени разряда (7), (8) выражение (16) упрощается:
δU
Figure 00000031
- 1. (17)
Выражение (16) может характеризовать и погрешность хранения информации в устройстве-прототипе, если в нем постоянные времени разряда
Figure 00000032
(7) и
Figure 00000033
(8) заменить на соответствующие постоянные времени разряда
Figure 00000034
и τp2*. В устройстве-прототипе только второй ключ 4 находится под разностью потенциалов, близкой к нулю, поэтому постоянная времени разряда первого конденсатора
Figure 00000035
= (R6 + Rвыкл.1 + Ri), C1 ≈ Rвыкл C, (18)
а постоянная времени разряда второго конденсатора
Figure 00000036
соответствует постоянной времени разряда (8) предлагаемого устройства (
Figure 00000037
=
Figure 00000038
) . В связи с этим погрешность хранения информации в устройстве-прототипе
δU * в ых(t)=
Figure 00000039
. (19)
Выигрыш в точности хранения информации, который обеспечивает предлагаемое устройство по отношению к устройству-прототипу, определим на основании сравнения соотношений (17) и (19):
B =
Figure 00000040
0
Figure 00000041
_ 1
Figure 00000042
. (20)
Пусть Δt = 10 с, С = 10-6 Ф(1); rвкл = 103 Ом (2); Rвыкл = 108 Ом (3); К = 0,99; Ко = 105, R =5 ˙103 Ом; Ri = 100 Ом, тогда R6 = 3,9 кОм (6); τ31= τ32= 6 ˙10-3 с (4), (5),
Figure 00000043
100 с (18);
Figure 00000044
=
Figure 00000045
104 с (7), (8); δU
Figure 00000046
= 0,1% (17); δUвых(t) *= 4,808% (19); В = 48,08 (20).The relation (9) is presented in another form:
U o (t) =
Figure 00000015
U
Figure 00000016
e
Figure 00000017
+
Figure 00000018
1+
Figure 00000019
Figure 00000020
. (10)
At the initial moment of time, when Δt = = 0,
U o (o) = U
Figure 00000021
=
Figure 00000022
. (eleven)
Assuming that according to the properties of the operational amplifier 5 ΔU =
Figure 00000023
, expression (11) allows you to find:
U o (0) = 2U (12)
and
Figure 00000024
=
Figure 00000025
. (thirteen)
Given relations (12) and (13), equation (10) takes the form:
U o (t) = U
Figure 00000026
(14)
From here we find the error of information storage in the proposed device
δU o (t) =
Figure 00000027
-1 =
Figure 00000028
(fifteen)
As
Figure 00000029
≪ 1, then the ratio for the error of information storage (15) takes the form convenient for practical use:
δU o (t) =
Figure 00000030
. (sixteen)
Provided that the discharge time constants are equal (7), (8), expression (16) is simplified:
δU
Figure 00000031
- 1. (17)
Expression (16) can also characterize the error in storing information in the prototype device, if it contains discharge time constants
Figure 00000032
(7) and
Figure 00000033
(8) replace with appropriate discharge time constants
Figure 00000034
and τ p 2 * . In the prototype device, only the second key 4 is under a potential difference close to zero, therefore, the discharge time constant of the first capacitor
Figure 00000035
= (R 6 + R off 1 + R i ), C 1 ≈ R off C, (18)
and the discharge time constant of the second capacitor
Figure 00000036
corresponds to the discharge time constant (8) of the proposed device (
Figure 00000037
=
Figure 00000038
) In this regard, the error in the storage of information in the device prototype
δU * at s (t) =
Figure 00000039
. (nineteen)
The gain in the accuracy of information storage, which provides the proposed device in relation to the prototype device, we define based on a comparison of relations (17) and (19):
B =
Figure 00000040
0
Figure 00000041
_ 1
Figure 00000042
. (twenty)
Let Δt = 10 s, C = 10 -6 F (1) ; r on = 10 3 Ohms (2); R off = 10 8 Ohms (3); K = 0.99; To about = 10 5 , R = 5 ˙ 10 3 Ohms; R i = 100 Ohms, then R 6 = 3.9 kOhm (6); τ 31 = τ 32 = 6 ˙ 10 -3 s (4), (5),
Figure 00000043
100 s (18);
Figure 00000044
=
Figure 00000045
10 4 s (7), (8); δU
Figure 00000046
= 0.1% (17); δU o (t) * = 4.808% (19); B = 48.08 (20).

Таким образом, предложенное устройство является эффективным и может быть использовано как функциональный элемент микроэлектроники при обработке как низкочастотной, так и высокочастотной информации в высокоточных измерительных и других системах. Thus, the proposed device is efficient and can be used as a functional element of microelectronics in the processing of both low-frequency and high-frequency information in high-precision measuring and other systems.

Claims (3)

1. АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый и второй накопительные конденсаторы, два ключа, операционный усилитель, а также нагрузочный резистор и аттенюатор, при этом выход первого ключа через нагрузочный резистор соединен с первым выводом первого накопительного конденсатора и неинвертирующим входом операционного усилителя, выход которого соединен с первым выводом второго накопительного конденсатора и входом аттенюатора, первый выход которого соединен с информационным входом второго ключа, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и вторым выводом второго накопительного конденсатора, второй вывод первого накопительного конденсатора подключен к шине нулевого потенциала, а управляющие входы первого и второго ключей являются входом выборки устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введен третий ключ, информационный вход которого является информационным входом устройства, управляющий вход подключен к управляющему входу первого ключа, а выход третьего ключа соединен с информационным входом первого ключа и вторым выходом аттенюатора. 1. ANALOGUE MEMORY DEVICE containing the first and second storage capacitors, two keys, an operational amplifier, as well as a load resistor and an attenuator, the output of the first key through a load resistor connected to the first output of the first storage capacitor and a non-inverting input of the operational amplifier, the output of which is connected with the first output of the second storage capacitor and the input of the attenuator, the first output of which is connected to the information input of the second key, the output of which is connected to by the input of the operational amplifier and the second output of the second storage capacitor, the second output of the first storage capacitor is connected to the zero potential bus, and the control inputs of the first and second keys are the input of the device selection, characterized in that, in order to increase the accuracy of the device, the third key is inserted into it , the information input of which is the information input of the device, the control input is connected to the control input of the first key, and the output of the third key is connected to the information the input of the first key and the second output of the attenuator. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что аттенюатор состоит из повторителя на втором операционном усилителе, ограничительного элемента на резисторе и делителе напряжения, первый вход которого является входом аттенюатора, второй вход подключен к шине нулевого потенциала, а выход соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя и является первым выходом аттенюатора, инвертирующий вход второго операционного усилителя соединен с его выходом и первым выводом ограничительного элемента на резисторе, второй вывод которого является вторым выходом аттенюатора. 2. The device according to claim 1, characterized in that the attenuator consists of a repeater on the second operational amplifier, a limiting element on the resistor and voltage divider, the first input of which is the input of the attenuator, the second input is connected to the zero potential bus, and the output is connected to a non-inverting input the second operational amplifier and is the first output of the attenuator, the inverting input of the second operational amplifier is connected to its output and the first output of the limiting element on the resistor, the second output of which is the second output of the attenuator. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что аттенюатор состоит из первого и второго делителей напряжения, первые входы которых объединены и являются входом аттенюатора, вторые входы подключены к шине нулевого потенциала, а выходы являются соответственно первым и вторым выходами аттенюатора. 3. The device according to claim 1, characterized in that the attenuator consists of the first and second voltage dividers, the first inputs of which are combined and are the input of the attenuator, the second inputs are connected to the zero potential bus, and the outputs are the first and second outputs of the attenuator, respectively.
SU4914347 1991-02-25 1991-02-25 Analog storage RU2020616C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4914347 RU2020616C1 (en) 1991-02-25 1991-02-25 Analog storage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4914347 RU2020616C1 (en) 1991-02-25 1991-02-25 Analog storage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2020616C1 true RU2020616C1 (en) 1994-09-30

Family

ID=21562244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4914347 RU2020616C1 (en) 1991-02-25 1991-02-25 Analog storage

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2020616C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2178207C1 (en) * 2001-01-23 2002-01-10 Ульяновский государственный технический университет Analog memory device
RU2244374C2 (en) * 2003-03-27 2005-01-10 Московский государственный институт электронной техники (технический университет) Broadband integrated circuit of data retrieval and storage device
RU173170U1 (en) * 2017-06-01 2017-08-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" ANALOGUE REMEMBERING DEVICE
RU174046U1 (en) * 2017-06-01 2017-09-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" ANALOGUE REMEMBERING DEVICE
RU175892U1 (en) * 2017-07-25 2017-12-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" ANALOGUE REMEMBERING DEVICE

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Алексеенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС. М.: Радио и связь, 1981, с.182, рис.7.10. *
2. Патент Японии N 50-19231, кл. G 11C 27/00, опубл.1975. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2178207C1 (en) * 2001-01-23 2002-01-10 Ульяновский государственный технический университет Analog memory device
RU2244374C2 (en) * 2003-03-27 2005-01-10 Московский государственный институт электронной техники (технический университет) Broadband integrated circuit of data retrieval and storage device
RU173170U1 (en) * 2017-06-01 2017-08-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" ANALOGUE REMEMBERING DEVICE
RU174046U1 (en) * 2017-06-01 2017-09-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" ANALOGUE REMEMBERING DEVICE
RU175892U1 (en) * 2017-07-25 2017-12-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" ANALOGUE REMEMBERING DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4206648A (en) Impedance measuring circuit
JPH077016B2 (en) Voltage divider for voltage measuring instrument
JP2000500576A (en) Variable voltage element test equipment
US4243933A (en) Capacitance measurement apparatus
RU2020616C1 (en) Analog storage
US3302106A (en) Resistance measuring apparatus including an automatic balancing bridge
Pease Understand capacitor soakage to optimize analog systems
US5448173A (en) Triple-probe plasma measuring apparatus for correcting space potential errors
JP2002040064A (en) Battery voltage detector
KR0161274B1 (en) Ratiometric measurement circuit with improved noise rejection
US2615934A (en) High voltage measuring apparatus
US12025675B2 (en) System and method for measuring battery impedance
US3007112A (en) Electrical indicating or measuring instruments
RU175892U1 (en) ANALOGUE REMEMBERING DEVICE
US3101406A (en) Electronic integrating circuit
RU174046U1 (en) ANALOGUE REMEMBERING DEVICE
RU173170U1 (en) ANALOGUE REMEMBERING DEVICE
US3130301A (en) Signal summing indicator
SU894795A1 (en) Analogue storage
RU2084906C1 (en) Device which measures resistance of electric circuits which run current
SU1559313A1 (en) Device for measuring equipment insulation parameters
SU739549A1 (en) Operational amplifier with compensation of zero level drift
US3076129A (en) Millivolt inverter
EP0227248A2 (en) Apparatus for indicating proper compensation of an adjustable frequency compensation network
SU461454A1 (en) Analog storage device