कोई एनालॉग वोल्टेज मेमोरी सर्किट कैसे बना सकता है?

Question

मैं एक ऐसे सर्किट की तलाश कर रहा हूं, जो इनपुट पर, एक निश्चित वोल्टेज और आउटपुट को याद रख सके, जो इनपुट के दूर होने के बाद भी अनिश्चित काल तक वोल्टेज बना रहे। एक नया इनपुट प्रदान किए जाने तक सर्किट को अपना आउटपुट नहीं बदलना चाहिए।

मैं समझता हूं कि इस तरह के सर्किट को कुछ मनमाने ढंग से रिज़ॉल्यूशन तक इनपुट को डिजिटल रूप से नमूना करके बनाया जा सकता है, लेकिन मैं जानना चाहूंगा कि क्या एक सरल एनालॉग समाधान संभव है।

मैं इस समाधान को पूरी तरह से इलेक्ट्रॉनिक रखना चाहूंगा, क्योंकि मैं एक यांत्रिक समाधान की भी परिकल्पना कर सकता हूं जिसमें एक फीडबैक सर्किट mehanically एक पोटेंशियोमीटर को नियंत्रित करता है।

अंत में, मैं आदर्श रूप से किसी भी फ्लोटिंग इनपुट की निष्क्रिय स्थिरता पर भरोसा करने के लिए सर्किट को पसंद नहीं करूंगा। सर्किट कम से कम घंटे के लिए स्थिर होना चाहिए।

Comments

सीधे शब्दों में कहें, यह मौजूद नहीं है और मुझे पता है कि मैं अपनी गर्दन बाहर कर रहा हूं, अगर किसी के पास इसका अच्छा जवाब है तो मैं upvote बटन LOL के साथ तैयार हूं।

— एंडी उर्फ

इसे करने का सबसे अच्छा तरीका डिजिटल रूप से (ए-> डी को परिवर्तित करना, स्टोर करना, डी-> ए कन्वर्ट करना) है। यह एक एनालॉग फैशन में करना संभव है, लेकिन यह महंगा होगा, सीमित सटीकता होगी और आर्द्रता आदि से त्रुटियों के लिए प्रवण होगा

— स्पायरो पेफेनी

इस सर्किट को "नमूना-और-पकड़" कहा जाता है। घंटों तक स्थिरता मुश्किल हो जाएगी।

— अंक

एकल ध्रुवीयता? क्या मैं रिले का उपयोग कर सकता हूं? एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक्स एक लंबे समय के लिए चार्ज ... तापमान नियंत्रित बॉक्स में? डिजिटल क्यों नहीं?

— जॉर्ज हेरोल्ड

@Andyaka Sphero के जवाब पर मेरी टिप्पणी देखें। मुझे लगता है कि एक डिजिटल बिट में ISD 256 ANALOG का स्तर आपके उत्थान :-) के लिए योग्य हो सकता है - भले ही यह केवल एक टिप्पणी हो।

— रसेल मैकमोहन

Answer 1

यह एक व्यावहारिक जवाब नहीं है जब तक कि आप किसी कंपनी के लिए काम करने के लिए नहीं होते हैं, कहते हैं, इन्टरसिल, लेकिन तकनीक इस काम को करने के लिए मौजूद है। ISL21080 प्रकार के संदर्भों पर विचार करें, जो चार्ज करते हैं, उम्मीद है कि जिन उपकरणों को वे स्थापित कर रहे हैं उनके जीवन के लिए, क्वांटम टनलिंग प्रभाव द्वारा पृथक एक छोटे समाई पर आधारित है। बशर्ते कि वे एक्स-रे आदि के रास्ते में बहुत अधिक न हों, वे वर्षों तक स्थिर रहेंगे । उदाहरण के लिए, यह एप्लिकेशन नोट देखें ।

मैं इस तरह की बात जोड़ सकता हूं इससे मुझे वसीयत मिलती है।

एक साधारण अनुप्रयोग के लिए, डिजिटल जाने की सबसे अधिक संभावना है।

Comments

यह है कि सस्ते एनालॉग वॉयस रिकॉर्डर और ग्रीटिंग कार्ड कैसे काम करते हैं। उदाहरण: kowatec.com/prod/ap/doc/apr6016-v13.pdf

— Phil

@ एफिल: नहीं, यह नहीं है। आपके लिंक से: "अधिकतम 30K बिट्स डिजिटल डेटा संग्रहीत किया जा सकता है।" इसमें 256 सिग्नल स्तरों का भी उल्लेख है - यह असतत भंडारण है, एनालॉग नहीं।

— बेन वोइगेट

@BenVoigt आईएसडी भाषण रिकॉर्डर आईसी ने एक "चार्ज वेल" में मूल रूप से एक डिजिटल बिट स्टोर होने के लिए 256 एनालॉग स्तरों को संग्रहीत किया। यह एक विशेष रूप से डिजिटल बिट में एनालॉग स्टोरेज है।

— रसेल मैकमोहन

@BenVoigt - मैंने स्पष्ट रूप से पर्याप्त नहीं बताया। आईएसडी के मामले में वे एक प्रौद्योगिकी में एक अच्छी तरह से एक चार्ज लिया एक मूल रूप से 1 या 0 बिट स्टोर के रूप में इस्तेमाल किया जा करने का इरादा है और प्रत्येक "1 डिजिटल बिट" चार्ज के रूप में अच्छी तरह से वे 256 स्तरों में वृद्धिशील शुल्क संग्रहीत (वे एक बाध्यकारी कानून का उपयोग कर सकते हैं) )। उन्होंने तब संग्रहीत चार्ज की मात्रा को महसूस किया (विशिष्ट माध्यमों से अज्ञात मेरे लिए) और एक 256 एनालॉग स्तर / 8 बिट समतुल्य शब्द प्राप्त किया। ऐसा करने से उन्होंने उपलब्ध वाक् मेमोरी की मात्रा को 8 के कारक के रूप में बढ़ा दिया, जो आमतौर पर 8 बिट्स (2 ^ 8 = 256) लेगा, एक ही बिट स्थान में संग्रहीत करने में सक्षम था।

— रसेल मैकमोहन

@RussellMcMahon गेट केवल असतत इलेक्ट्रॉनों को पकड़ सकता है, इसलिए 'एनालॉग' वोल्टेज 10pF-ish गेट और 1V-ish वोल्टेज के लिए लगभग 25 बिट्स रिज़ॉल्यूशन तक सीमित है। ;-)

— स्पेरो पेफ़नी

Answer 2

EEPROM प्रौद्योगिकी 1980 के दशक की शुरुआत में दो शाखाओं में विभाजित हो गई - एक पतली ऑक्साइड (FLOTOX) इंटेल और Seeq के साथ और दूसरी मोटी ऑक्साइड (Xicor)। शुरुआती दिनों में, दोनों मार्गों में कमजोरियां थीं। पतला ऑक्साइड लीक चार्ज और मोटे ऑक्साइड को बड़े पैमाने पर असंभव था। अन्य मुद्दे भी थे, लेकिन वे यहां लागू नहीं होते हैं।

यह देखते हुए कि मोटे ऑक्साइड ने "रिसाव" इलेक्ट्रॉनों को नहीं दिया, मैंने Xicor में डिजाइनरों से एक मोटी ऑक्साइड सेल के सैद्धांतिक समाधान के बारे में पूछा, अगर हमने अर्थ एम्प्स की सीमाओं को छूट दी थी, और उन्होंने कहा कि यह 1ppm (लगभग 20 बिट्स) तक पहुंच सकता है । चूंकि मैं LTC से भी जुड़ा था, जो कि सटीक वोल्टेज संदर्भों में एक नेता थे जो स्वाभाविक रूप से भूखे थे, जिसके कारण मुझे लगा कि एक EEPROM सेल को उच्च परिशुद्धता और बहुत कम बिजली वोल्टेज के संदर्भ में अनुकूलित किया जा सकता है। मेरी लंबी अवधि की सोच थी कि इस तकनीक को एआई में उपयोग के लिए और विकसित किया जा सकता है और इसका उपयोग एन-फैन-आउट नॉन-ब्लॉकिंग, रीकंफिगरेबल गैर-वाष्पशील मल्टीप्लेक्सर्स के साथ किया जाता है।

लगभग 15 वर्षों तक तेजी से आगे - Xicor ने इस तरह के एक उपकरण का विकास किया और फिर बाद में Intersil द्वारा अधिग्रहण कर लिया गया। पैमाने पर असमर्थता को देखते हुए, लंबी अवधि की दृष्टि शायद व्यावहारिक नहीं है। हालांकि, अन्य प्रौद्योगिकियां दृष्टि को सक्षम कर सकती हैं जब एक सॉफ्टवेयर सॉफ़्टवेयर पुन: योग योग्य मक्स के साथ संयुक्त किया जाता है।

Answer 3

यह उपकरण मौजूद नहीं है, हालांकि यह एकल इकाई मात्रा में आसानी से उपलब्ध नहीं है, इसका आउटपुट एम्पलीफायरों को मिलेगा और यह बहुत गैर-रैखिक है।

यह एक फ्लोटिंग गेट MOSFET है, जिसका उपयोग फ्लैश मेमोरी, EEPRom और ilk में किया जाता है। प्रोग्रामिंग चार्ज चर हो सकता है, हालांकि एफएन टनलिंग के रूप में कुछ अप्रत्याशित है (फाउलर नॉर्डहाइम) मरने के दौरान चर होगा। जबकि गैर-रेखीय यह एक आनुपातिक प्रभाव है इसलिए आप एक सर्किट को डिजाइन करने की कल्पना कर सकते हैं जिसने प्रोग्रामिंग प्रभाव (Vth शिफ्ट के) को रैखिक कर दिया है। यह हफ्तों से लेकर महीनों तक स्थिर रहेगा, इसलिए यह घंटों की आवश्यकताओं को पूरा करता है जो आप कहते हैं कि आपको आवश्यकता होगी।

लेकिन बहुत कुछ उन विनिर्देशों पर निर्भर करता है जिनकी आपको आवश्यकता है, कितना बहाव स्वीकार्य है आदि।

बस यहां स्पष्ट होने के लिए, मैं व्यक्तिगत डिवाइस / ट्रांजिस्टर के बारे में बात कर रहा हूं पूरा घटक नहीं है क्योंकि फ्लैश के समर्थन सर्किट आपको इस तरह से कोशिकाओं को संचालित करने से रोकेंगे।

यहां EDN लेख से 3 संदर्भ हैं जो GTronix नामक एक कंपनी के बारे में बात कर रहे हैं जिसे राष्ट्रीय अर्ध (अब TI) द्वारा अधिग्रहित किया गया था।

ली, बीडब्ल्यू, बीजे श्यू और एच यांग, "एनालॉग फ्लोटिंग-गेट सामान्य प्रयोजन वीएलएसआई तंत्रिका संगणना के लिए सिंक करते हैं," सर्किट और सिस्टम पर IEEE लेनदेन, वॉल्यूम 38, अंक 6, जून 1991, पृष्ठ 654।

Fujita, O, और Y Amemiya, "तंत्रिका नेटवर्क के लिए एक फ्लोटिंग-गेट एनालॉग मेमोरी डिवाइस," इलेक्ट्रॉन उपकरणों पर IEEE लेन-देन, वॉल्यूम 40, अंक 11, नवंबर 1993, पृष्ठ 2029।

स्मिथ, पीडी, एम कुसिक और पी हसलर, "एनालॉग फ्लोटिंग-गेट एरेज़ की सटीक प्रोग्रामिंग," सर्किट और सिस्टम पर IEEE अंतर्राष्ट्रीय संगोष्ठी, खंड 5, मई 2002, पृष्ठ V-489।

ये डिवाइस का एक अन्य वर्ग है जिसे MNOS ट्रांजिस्टर (मेटल नाइट्राइड ऑक्साइड सेमीकंडक्टर) कहा जाता है जिसमें गेट में दो डाइलेक्ट्रिक्स होते हैं, जिनमें से एक Si3N4 है जिसमें बहुत सारे जाल हैं। यह डिवाइस ऊपर फ्लैश सेल के समान काम करता है।

Answer 4

मैंने एक टिप्पणी छोड़ दी और एक मिनट के लिए इसके बारे में सोचा और उम्मीद के साथ कहूंगा कि यह मौजूद नहीं है - "नमूना" वोल्टेज से कुछ बहाव केवल संभावना नहीं है, लेकिन एक निश्चितता है। संकल्प महत्वपूर्ण है, ऐसा लगता है (जैसा कि आपके प्रश्न में निहित है) और यही कारण है कि मैं कहता हूं कि इसका अस्तित्व नहीं है। शोर एक और कारक है जो आपने जो नमूना लिया है उसकी निष्ठा को कम करेगा।

यहां तक ​​कि एक डिजिटल सिस्टम (पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन से अधिक) आपके द्वारा जाहिरा तौर पर "संग्रहीत" किए गए वोल्टेज को पुन: पेश करने में गलत होगा। किसी भी चीज को सीमित करने से समस्या होगी। पोटेंशियोमीटर विचार (प्रश्न में सुझाया गया) भी त्रुटिपूर्ण है क्योंकि यह संदर्भ वोल्टेज पर निर्भर करता है, जिसके टर्मिनलों को रखा जा रहा है (या पुन: प्रस्तुत किया गया है) - आप नहीं जान सकते कि ये चीजें कैसे घटती हैं, लेकिन फिर, यह सभी त्रुटि को स्वीकार करने या अस्वीकार करने के लिए नीचे है। वह त्रुटि।

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सभी सर्किटों में मिनट के बहाव और शोर की उम्मीद की जानी है, और मैं अत्यंत सटीक प्रजनन से चिंतित नहीं हूं, बस कुछ ऐसा है जो एक मुक्त फ्लोटिंग इनपुट की तुलना में कम से कम थोड़ा अधिक स्थिर होगा। मैं एक डिजिटल मेमोरी समाधान के साथ संतुष्ट होऊंगा, लेकिन सोच रहा था कि क्या अधिक प्रत्यक्ष समाधान मौजूद है। इनपुट के लिए धन्यवाद।

— user2640461

Answer 5

हां, आईएसडी चिप्स इस तरह से काम करते हैं। वास्तव में 1990 के दशक में एक आविष्कारक ने 16MB एनालॉग मेमोरी चिप में पूरे 1 घंटे की मूवी को स्टोर करने का तरीका खोजने का दावा किया।

समय के साथ वोल्टेज का बहाव तेज होने से यह समस्या होने लगी (यूप ने इसका अनुमान लगाया!)। यकीन है कि चिप आपकी फिल्म को एक दिन के लिए ठीक रखेगी, संभवत: दो, लेकिन यहां तक ​​कि संचालित होने के कारण यह अंततः उपयोग से परे हो जाएगी क्योंकि संग्रहीत किए गए व्यक्तिगत मानों को मूल फ़ाइल का संदर्भ लिए बिना पुनर्प्राप्त नहीं किया जा सकता है। मैंने वास्तव में SSTV संकेतों को संग्रहीत करने के लिए इसका उपयोग किया, लेकिन उसी समस्या में भाग गया, पारंपरिक फ्लॉपी डिस्क या यहां तक ​​कि वीएचएस टेप कहीं अधिक विश्वसनीय थे।

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दिलचस्प हैक: डेटा स्टोर करने के तरीके के रूप में अंधेरे सामग्री में ZnS चमक का उपयोग करने के विचार के साथ छेड़छाड़ करते हुए मैं इसके साथ आया था।

— कॉनड्रम