Как сделать аналоговую схему памяти напряжения?

Я ищу схему, которая на входе может запоминать определенное напряжение и выводить это напряжение на неопределенное время даже после того, как вход был убран. Цепь не должна изменять свой выход, пока не будет предоставлен новый вход.

Я понимаю, что такая схема может быть создана путем дискретизации дискретных входных данных до некоторого произвольного разрешения, но я хотел бы знать, возможно ли простое аналоговое решение.

Я также хотел бы, чтобы это решение было чисто электронным, поскольку я также могу представить механическое решение, в котором схема обратной связи механически управляет потенциометром.

Наконец, в идеале я бы не хотел, чтобы схема опиралась на пассивную стабильность любых плавающих входов. Цепь должна быть стабильной не менее часа.

Это не практичный ответ, если вы не работаете в компании с ресурсами, скажем, Intersil, но технология существует, чтобы сделать эту работу. Рассмотрим эталонные модели ISL21080, которые держат заряд, надеемся, на весь срок службы оборудования, в которое они установлены, на основе крошечной емкости, изолированной эффектами квантового туннелирования. Если они не слишком сильно мешают рентгену и т. Д., Они останутся довольно стабильными в течение многих лет . Смотрите, например, это примечание к приложению .

Я мог бы добавить, что такие вещи дают мне воли.

Для обычного приложения, скорее всего, цифровой.

Технология EEPROM разделилась на две ветви в начале 1980-х годов - один тонкий оксид (FLOTOX) с Intel и Seeq, а другой - толстый оксид (Xicor). В первые дни были слабые стороны обоих маршрутов. Утечка тонкого оксида и толстого оксида по своей сути была невозможна в масштабе. Были и другие проблемы, но они здесь не применяются.

Учитывая, что толстый оксид не «пропускает» электроны, я спросил дизайнеров из Xicor о теоретическом разрешении одиночной толстой оксидной ячейки, если мы не учтем ограничения чувствительных усилителей, и они сказали, что она может приближаться к 1 стр / мин (примерно 20 бит) , Так как я был также связан с LTC, который был одним из лидеров в ссылках точности напряжения, которые были по своей сути прожорливые, что привело меня к мысли, одна ячейка EEPROM может быть адаптирована для высокой точности и ссылки очень низкое напряжения питания. Мое долгосрочное мышление заключалось в том, что эту технологию можно было бы далее развивать для использования в искусственном интеллекте и использовать вместе с n-блокирующими, не блокирующимися, реконфигурируемыми энергонезависимыми мультиплексорами.

Прошло около 15 лет - в итоге Xicor разработал такое устройство, а затем был приобретен Intersil. Учитывая невозможность масштабирования, долгосрочная перспектива, вероятно, не практична. Тем не менее, другие технологии могут включить зрение в сочетании с программным обеспечением, реконфигурируемым мультиплексором.

Это устройство существует, хотя оно не доступно в единичных количествах, его выходные усилители будут мешать, и оно очень нелинейное.

Это MOSFET с плавающими воротами, используемый во флэш-памяти, EEPRom и тому подобное. Плата за программирование может быть переменной, хотя и несколько непредсказуемой, так как туннелирование FN (Фаулер Нордхайм) будет изменяться по всей матрице. Несмотря на нелинейность, это пропорциональный эффект, поэтому вы можете себе представить конструкцию схемы, которая линеаризует эффект программирования (V-го смещения). Он будет стабильным в течение недель или месяцев, поэтому он отвечает требованиям часов, которые, по вашему мнению, вам понадобятся.

Но многое зависит от спецификаций, которые вам нужны, насколько дрейф приемлем и т.д.

Просто чтобы прояснить это, я говорю об отдельном устройстве / транзисторе, а не о полном компоненте, так как схемы поддержки Flash не позволят вам работать с ячейками таким образом.

Вот 3 ссылки из статьи EDN, рассказывающей о компании GTronix, которая была приобретена National Semi (сейчас TI).

Lee, BW, BJ Sheu и H Yang, «Аналоговые синапсы с плавающими затворами для нейронных вычислений общего назначения VLSI», IEEE Transactions on Circuits and Systems, Volume 38, Issue 6, June 1991, pg 654.

Fujita, O, и Y Amemiya, «Аналоговое запоминающее устройство с плавающим затвором для нейронных сетей», IEEE Transactions на электронных устройствах, том 40, выпуск 11, ноябрь 1993 г., стр. 2029.

Смит, П.Д., Кучич М., П. Хаслер, «Точное программирование аналоговых массивов с плавающими затворами», IEEE Международный симпозиум по схемам и системам, том 5, май 2002 г., стр. V-489.

Есть еще один класс устройств, который называется MNOS-транзистором (оксид нитрида металла), в котором в затворе два диэлектрика, одним из которых является Si3N4, который имеет много ловушек. Это устройство работает очень похоже на флэш-ячейку выше.

Я оставил комментарий и несколько минут обдумывал его и с надеждой скажу, что он не существует - некоторый отход от «дискретизированного» напряжения не только вероятен, но и определен. Кажется, разрешение является критическим (как и подразумевается в вашем вопросе), и именно поэтому я говорю, что его не существует. Шум является еще одним фактором, который снизит точность того, что вы выбрали.

Даже цифровая система (с более чем достаточным разрешением) будет неточной в воспроизведении напряжения, которое вы, очевидно, «хранили». Все, что ограничено, будет проблемой. Идея потенциометра (предложенный в этом вопросе) также недостатки, поскольку он опирается на опорное напряжение на его выводах держат (или воспроизводится) - вы не можете знать, как эти вещи поминутно дрейфовать, но, опять же, это все, вплоть до принятия ошибки или отклонения эта ошибка.

Да, чипы ISD работают таким образом. На самом деле изобретатель в 1990-х годах утверждал, что нашел способ сохранить целый 1-часовой фильм в 16-МБ аналоговом чипе памяти.

Проблема оказалась в том, что (как вы уже догадались!) Дрейф напряжения со временем. Конечно, микросхема будет хранить ваш фильм просто отлично в течение дня, возможно, двух, но даже при включенном питании, в конечном итоге он выйдет из употребления, поскольку сохраненные отдельные значения не могут быть восстановлены без обращения к исходному файлу. Я действительно пытался использовать это для хранения сигналов SSTV, но столкнулся с той же проблемой: обычные дискеты или даже кассеты VHS были гораздо более надежными.