Wie kann man eine analoge Spannungsspeicherschaltung herstellen?

Ich suche nach einer Schaltung, die sich am Eingang eine bestimmte Spannung merken und diese Spannung unbegrenzt ausgeben kann, selbst nachdem der Eingang weggenommen wurde. Die Schaltung sollte ihren Ausgang erst ändern, wenn ein neuer Eingang bereitgestellt wurde.

Ich verstehe, dass eine solche Schaltung durch digitales Abtasten des Eingangs bis zu einer beliebigen Auflösung hergestellt werden kann, aber ich würde gerne wissen, ob eine einfache analoge Lösung möglich ist.

Ich möchte diese Lösung auch rein elektronisch halten, da ich mir auch eine mechanische Lösung vorstellen kann, bei der eine Rückkopplungsschaltung ein Potentiometer mehanisch steuert.

Schließlich möchte ich im Idealfall nicht, dass sich die Schaltung auf die passive Stabilität von schwebenden Eingängen stützt. Die Schaltung sollte mindestens Stunden lang stabil sein.

Dies ist keine praktische Antwort, es sei denn, Sie arbeiten zufällig für ein Unternehmen mit den Ressourcen von beispielsweise Intersil, aber die Technologie ist vorhanden, damit dies funktioniert. Betrachten Sie die Referenzen vom Typ ISL21080 , die hoffentlich für die Lebensdauer der Geräte, in die sie eingebaut sind, geladen sind, basierend auf einer winzigen Kapazität, die durch Quantentunneleffekte isoliert ist. Vorausgesetzt , sie in der Art und Weise der Röntgenstrahlen nicht zu viel bekommen usw. werden sie ziemlich stabil bleiben Jahre . Siehe zum Beispiel diesen Anwendungshinweis .

Ich könnte hinzufügen, dass so etwas mir die Willies gibt.

Für eine normale Anwendung ist Digital wahrscheinlich der richtige Weg.

Dieses Gerät existiert zwar, obwohl es nicht in Einzelmengen erhältlich ist, seine Ausgangsverstärker stören und es ist sehr nichtlinear.

Es ist ein Floating-Gate-MOSFET, der im Flash-Speicher, im EEPRom und im Ilk verwendet wird. Die Programmiergebühr kann variabel sein, wenn auch etwas unvorhersehbar, da der FN-Tunnel (Fowler Nordheim) über den Chip variabel sein wird. Obwohl es nicht linear ist, handelt es sich um einen proportionalen Effekt, sodass Sie sich vorstellen können, eine Schaltung zu entwerfen, die den Programmiereffekt (der V-ten Verschiebung) linearisiert. Es ist über Wochen bis Monate stabil und erfüllt somit die Anforderungen von Stunden, die Sie für erforderlich halten.

Aber vieles hängt von den Spezifikationen ab, die Sie benötigen, wie viel Drift akzeptabel ist usw.

Um hier klar zu sein, ich spreche von dem einzelnen Gerät / Transistor, nicht von der vollständigen Komponente, da die Unterstützungsschaltungen eines Blitzes Sie daran hindern, die Zellen auf diese Weise zu betreiben.

Hier sind 3 Referenzen aus einem EDN- Artikel über ein Unternehmen namens GTronix, das von National Semi (jetzt TI) übernommen wurde.

Lee, BW, BJ Sheu und H Yang, "Analoge Floating-Gate-Synapsen für die allgemeine neuronale VLSI-Berechnung", IEEE Transactions on Circuits and Systems, Band 38, Ausgabe 6, Juni 1991, S. 654.

Fujita, O und Y Amemiya, "Ein Floating-Gate-Analogspeichergerät für neuronale Netze", IEEE Transactions on Electron Devices, Band 40, Ausgabe 11, November 1993, S. 2029.

Smith, PD, M. Kucic und P. Hasler, "Genaue Programmierung von analogen Floating-Gate-Arrays", IEEE International Symposium on Circuits and Systems, Band 5, Mai 2002, S. V-489.

Es gibt eine andere Klasse von Bauelementen, die als MNOS-Transistor (Metallnitridoxid-Halbleiter) bezeichnet wird und in der sich zwei Dielektrika im Gate befinden, von denen eines Si3N4 ist, das viele Fallen aufweist. Dieses Gerät funktioniert sehr ähnlich wie die obige Flash-Zelle.

Die EEPROM-Technologie wurde Anfang der 1980er Jahre in zwei Zweige aufgeteilt - ein dünnes Oxid (FLOTOX) mit Intel und Seeq und das andere dicke Oxid (Xicor). In den frühen Tagen gab es Schwächen auf beiden Strecken. Dünnes Oxid leckte Ladung und dickes Oxid war von Natur aus nicht skalierbar. Es gab andere Probleme, die hier jedoch nicht zutreffen.

Da das dicke Oxid keine Elektronen "leckte", fragte ich die Designer von Xicor nach der theoretischen Auflösung einer einzelnen dicken Oxidzelle, ob wir die Einschränkungen der Sense-Verstärker außer Acht ließen, und sie sagten, sie könnten sich 1 ppm (ungefähr 20 Bit) nähern. . Da ich auch mit LTC in Verbindung gebracht wurde, einem der führenden Anbieter von Präzisionsspannungsreferenzen, die von Natur aus leistungshungrig waren, kam ich zu der Annahme, dass eine einzelne EEPROM-Zelle als Referenz für hochpräzise und sehr niedrige Spannungsspannungen angepasst werden könnte. Mein längerfristiger Gedanke war, dass diese Technologie für die Verwendung in der KI weiterentwickelt und in Verbindung mit n nicht blockierenden, rekonfigurierbaren nichtflüchtigen Multiplexern mit Fan-Out verwendet werden kann.

Etwa 15 Jahre später entwickelte Xicor ein solches Gerät und wurde anschließend von Intersil übernommen. Angesichts der Unfähigkeit zu skalieren ist die längerfristige Vision wahrscheinlich nicht praktikabel. Andere Technologien können jedoch die Vision ermöglichen, wenn sie mit einem rekonfigurierbaren Software-Software-Mux kombiniert werden.

Ich habe einen Kommentar hinterlassen und eine Minute darüber nachgedacht und werde mit hoffnungsvoller Sicherheit sagen, dass es ihn nicht gibt - einige Abweichungen von der "abgetasteten" Spannung sind nicht nur wahrscheinlich, sondern auch sicher. Die Lösung scheint kritisch zu sein (wie in Ihrer Frage impliziert), und deshalb sage ich, dass sie nicht existiert. Rauschen ist ein weiterer Faktor, der die Wiedergabetreue Ihrer Proben verringert.

Selbst ein digitales System (mit mehr als ausreichender Auflösung) kann die Spannung, die Sie anscheinend "gespeichert" haben, nicht korrekt wiedergeben. Alles, was an seine Grenzen stößt, wird ein Problem sein. Die Potentiometer-Idee (in der Frage vorgeschlagen) ist ebenfalls fehlerhaft, da sie davon abhängt, dass die Referenzspannung an den Klemmen beibehalten (oder reproduziert) wird. Sie können nicht wissen, wie diese Dinge geringfügig driften, aber es kommt wiederum darauf an, einen Fehler zu akzeptieren oder abzulehnen dieser Fehler.

Ja, die ISD-Chips funktionieren so. Tatsächlich behauptete ein Erfinder in den 1990er Jahren, einen Weg gefunden zu haben, einen ganzen 1-stündigen Film in einem 16-MB-Analogspeicherchip zu speichern.

Das Problem stellte sich als (Yup, Sie haben es erraten!) Spannungsdrift im Laufe der Zeit heraus. Sicher, der Chip würde Ihren Film einen Tag lang einwandfrei speichern, möglicherweise zwei, aber irgendwann sogar mit Strom versorgen, würde er sich unbrauchbar verschlechtern, da die einzelnen gespeicherten Werte nicht wiederhergestellt werden konnten, ohne auf die Originaldatei zu verweisen. Ich habe tatsächlich versucht, dies zum Speichern von SSTV-Signalen zu verwenden, bin aber auf das gleiche Problem gestoßen, herkömmliche Disketten oder sogar VHS-Bänder waren weitaus zuverlässiger.