аналоговое запоминающее устройство
Классы МПК: | G11C27/02 устройства для выборки и хранения информации |
Автор(ы): | Казаков М.К., Хисамова Л.И. |
Патентообладатель(и): | Ульяновский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-01-23 публикация патента:
10.01.2002 |
Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для выборки и хранения мгновенных значений аналогового напряжения. Техническим результатом является точность выполнения операций выборки и хранения мгновенных значений указанного напряжения. Изобретение содержит два операционных усилителя, два конденсатора, резистор, три ключа, источник постоянного напряжения, компаратор, источник аналогового напряжения, формирователь импульсов, два логических инвертора, тактовый генератор, две логические ячейки 2И. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый операционный усилитель (ОУ), неинвертирующий вход которого заземлен, первый конденсатор, включенный между выходом и инвертирующим входом первого ОУ, резистор, подсоединенный между инвертирующим входом первого ОУ и первым ключом, второй ключ, подсоединенный параллельно первому конденсатору, отличающийся тем, что другой вывод первого ключа подсоединен к источнику постоянного напряжения, выход первого ОУ соединен с неинвертирующим входом компаратора, инвертирующий вход которого соединен с источником аналогового напряжения, а выход подключен к входу формирователя импульсов, выход первого ОУ через третий ключ соединен с неинвертирующим входом второго ОУ, соединенным также через второй конденсатор с земляной шиной, инвертирующий вход второго ОУ соединен с его же выходом, являющимся выходом аналогового запоминающего устройства, выход формирователя импульсов соединен с входом управления третьего ключа, а также через первый логический инвертор - с входами первой и второй логических ячеек 2И, к второму входу первой ячейки 2И подсоединен выход тактового генератора, а ее выход соединен с входом управления первого ключа, второй вход второй логической ячейки 2И через второй логический инвертор соединен с выходом тактового генератора, а ее выход подключен к входу управления второго ключа.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для выборки и хранения мгновенных значений аналогового напряжения. Известны аналоговые запоминающие устройства, построенные на основе операционных усилителей (ОУ) и ключей (см. Данилов А. А. Устройства выборки-хранения: состояние разработки, пути совершенствования// Измерения, контроль, автоматизация. - 1986. - 4. - С. 29, рис. 5), особенностью которых является выполнение условия![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178016/964.gif)
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178207/8811.gif)
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178016/964.gif)
где
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178016/964.gif)
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178016/964.gif)
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178006/916.gif)
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178207/2178207-2t.gif)
будет равно входному (по абсолютной величине) только при условии
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178016/964.gif)
При невыполнении условия (3) также возникает погрешность выборки мгновенного значения аналогового напряжения. Сущность изобретения состоит в стремлении получить технический результат, заключающийся в повышении точности выполнения операции выборки и хранения мгновенного значения аналогового напряжения. Указанный технический результат достигается тем в известном аналоговом запоминающем устройстве, содержащем первый ОУ, неинвертирующий вход которого заземлен, первый конденсатор, включенный между выходом и инвертирующим входом первого ОУ, резистор, подсоединенный между инвертирующим входом первого ОУ и первым ключом, второй ключ, подсоединенный параллельно первому конденсатору, особенность заключается в том, что другой вывод первого ключа подсоединен к источнику постоянного напряжения, выход первого ОУ соединен с неинвертирующим входом компаратора, инвертирующий вход которого соединен с источником аналогового напряжения, а выход подключен к входу формирователя импульсов, выход первого ОУ через третий ключ соединен с неинвертирующим входом второго ОУ, соединенным также через второй конденсатор с земляной шиной, инвертирующий вход второго ОУ соединен с его же выходом, являющимся выходом аналогового запоминающего устройства, выход формирователя импульсов соединен с входом управления третьего ключа, а также через первый логический инвертор - с входами первой и второй логических ячеек 2И, к второму входу первой ячейки 2И подсоединен выход тактового генератора, а ее выход соединен с входом управления первого ключа, второй вход второй логической ячейки 2И через второй логический инвертор соединен с выходом тактового генератора, а ее выход подключен к входу управления второго ключа. Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем признакам заявленного изобретения, а определение из перечня аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна". Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". На чертежах представлено: на фиг. 1, 3 показаны временные диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства, на фиг. 2 приведена схема устройства. Запоминающее устройство (фиг. 2) содержит первый ОУ 1, первый конденсатор 2, резистор 3, первый 4 и второй 5 ключи, источник постоянного напряжения 6, компаратор 7, формирователь импульсов 8, третий ключ 9, второй ОУ 10, второй конденсатор 11, первый 12 и второй 13 логические инверторы, первая 14 и вторая 15 логические ячейки 2И, тактовый генератор 16. Принцип работы устройства изложен ниже и поясняется временными диаграммами (фиг. 3), на которых показаны: выходное напряжение u16 тактового генератора 16 (фиг. 3, а), выходное напряжение u1 ОУ 1 и входное напряжение устройства (фиг. 3, б), выходное напряжение u8 формирователя импульсов 8 (фиг. 3, в), выходное напряжение 12 первого логического инвертора 12 (фиг. 3, г), выходное напряжение u13 второго логического инвертора 13 (фиг. 3, д), выходное напряжение u14 первой логической ячейки 2И 14 (фиг. 3, е), выходное напряжение u15 второй логической ячейки 2И 15 (фиг. 3, ж). В момент времени t1 (фронт тактового импульса), как будет показано ниже, первый ключ 4 замкнут и напряжение отрицательной полярности с выхода источника 6 поступает на вход интегрирующего ОУ, содержащего первый ОУ 1, первый конденсатор 2, резистор 3. Второй ключ 5 в это время разомкнут и напряжение u1 на выходе ОУ 1 меняется по линейному закону и имеет положительную полярность. В момент времени t2 оно будет равно мгновенному значению аналогового входного напряжения (uвх)t=t2 устройства (фиг. 3,6)
u1= (uвх)t=t2. (4)
В этот момент времени компаратор 7 переходит в состояние логической 1 и этим перепадом напряжения запускает формирователь импульсов 8, длительность выходного импульса которого равна
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178016/964.gif)
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178016/964.gif)
причем процесс заряда конденсатора 11 осуществляется от "источника постоянного напряжения", роль которого в интервале времени
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178016/964.gif)
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178016/964.gif)
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178016/964.gif)
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178016/964.gif)
![аналоговое запоминающее устройство, патент № 2178207](/images/patents/291/2178016/964.gif)
Класс G11C27/02 устройства для выборки и хранения информации