Як можна зробити аналогову ланцюг пам'яті напруги?

Я шукаю схему, яка може на вході запам'ятовувати певну напругу та виводити цю напругу на невизначений час навіть після відведення входу. Схема не повинна змінювати свій вихід, поки не буде надано новий вхід.

Я розумію, що така схема може бути зроблена цифровим відбором входу до деякої довільної роздільної здатності, але я хотів би знати, чи можливо просте аналогове рішення.

Я також хотів би, щоб це рішення було суто електронним, оскільки я можу також передбачити механічне рішення, в якому ланцюг зворотного зв'язку механічно керує потенціометром.

Нарешті, я б в ідеалі не хотів, щоб схема покладалася на пасивну стабільність будь-яких плаваючих входів. Схема повинна бути стабільною принаймні години.

Це не практична відповідь, якщо ви не працюєте в компанії з ресурсами, скажімо, Intersil, але існує технологія, щоб зробити цю роботу. Розглянемо посилання типу ISL21080, які заряджають, сподіваємось, на термін служби обладнання, в яке вони встановлені, на основі крихітної ємності, виділеної ефектами квантового тунелювання. За умови, що вони не надто перешкоджають рентгенівським випромінюванням і т. Д., Вони залишаться досить стабільними роками . Дивіться, наприклад, цю примітку до програми .

Я можу додати, що така штука дає мені воллі.

Для звичайного додатку цифровий, швидше за все, шлях.

На початку 1980-х технологія EEPROM розділилася на дві гілки - одна тонка оксида (FLOTOX) з Intel та Seeq, а інша товстого оксиду (Xicor). У перші дні на обох маршрутах були слабкі місця. Заряд, що просочився тонким оксидом, і товстий оксид за своєю суттю неможливо було масштабувати. Були й інші проблеми, але вони не застосовуються тут.

Враховуючи, що густий оксид не «просочився» електронами, я поцікавився у дизайнерів компанії Xicor про теоретичну роздільну здатність однієї товстої оксидної клітини, якщо ми знизимо обмеження сенсорних ампер, і вони сказали, що вона може наближатись до 1 ppm (приблизно 20 біт) . Оскільки я також був асоційований з LTC, який був одним з лідерів в області точних посилань на напругу, які за своєю суттю були голодними за потужністю, це змусило мене думати, що одна комірка EEPROM може бути пристосована до високої точності та дуже низької опорної напруги. Моє довготермінове мислення було, щоб ця технологія могла бути розвинена далі для використання в ШІ та використана спільно з російськими вентиляторами не блокуючими, налаштовуючими енергонезалежними мультиплексорами.

Швидкий рух близько 15 років - Xicor закінчив розробку такого пристрою, а згодом був придбаний компанією Intersil. Зважаючи на неможливість масштабування, довгострокове бачення, мабуть, не практичне. Однак інші технології можуть забезпечити бачення в поєднанні з програмним забезпеченням, що може бути налаштований на mux.

Цей пристрій існує, хоча він недоступний в одиничних кількостях, його вихідні підсилювачі стануть на шляху і дуже нелінійні.

Це MOSFET з плаваючими воротами, що використовується у флеш-пам'яті, EEPRom та ilk. Заряд програмування може бути змінним, хоча і дещо непередбачуваним, оскільки тунелювання FN (Фоулер Нордхайм) буде змінним через матрицю. У той час як нелінійний - це пропорційний ефект, так що ви можете уявити собі проектування схеми, яка лінеаризувала ефект програмування (V-го зрушення). Він буде стабільним протягом тижнів до місяців, тому відповідає вимогам годин, які, на вашу думку, потрібні.

Але багато що залежить від необхідних технічних характеристик, кількості прийняття дрейфу тощо.

Просто для того, щоб тут було зрозуміло, я говорю про окремий пристрій / транзистор, а не про повний компонент, оскільки підтримуючі схеми Flash не дозволять вам керувати осередками таким чином.

Ось 3 посилання зі статті EDN, що розповідають про компанію під назвою GTronix, яку придбало National Semi (нині TI).

Лі, BW, BJ Sheu та H Yang, “Аналогові синапси з плаваючими затворами для нейронних обчислень VLSI загального призначення”, IEEE Transaction on Circuits and Systems, том 38, випуск 6, червень 1991, стор 654.

Fujita, O та Y Amemiya, "Аналоговий пристрій пам'яті з плаваючим затвором для нейронних мереж", транзакції IEEE на електронних пристроях, том 40, випуск 11, листопад 1993, стор 2029.

Сміт, П.Д., Кучич та П. Хаслер, “Точне програмування аналогових масивів з плаваючими затворами”, Міжнародний симпозіум з мікросхем і систем IEEE, том 5, травень 2002 р., Стор V-489.

Є ще один клас пристроїв, який називається транзистором MNOS (напівпровідник металевого нітриду оксиду), в якому в затворі є два діелектрики, один з яких - Si3N4, який має безліч пасток. Цей пристрій працює дуже аналогічно флеш-комірці вище.

Я залишив коментар і подумав про це хвилину і з надією впевнено скажу, що його не існує - деякі відхилення від "вибіркової" напруги є не тільки ймовірним, але і певним. Здається, резолюція є критичною (як випливає з вашого запитання), і саме тому я кажу, що її не існує. Шум - ще один фактор, який зменшить вірність того, що ви взяли на вибір.

Навіть цифрова система (з більш ніж достатньою роздільною здатністю) буде неточною у відтворенні напруги, яку ви, мабуть, "зберегли". Що завгодно обмежене буде проблемою. Ідея потенціометра (запропонована у запитанні) також є помилковою, оскільки вона покладається на опорне напруга на своїх терміналах, що зберігаються (або відтворюються) - ви не можете знати, як ці речі минають миттєво, але, знову ж таки, все зводиться до прийняття помилки або відхилення. та помилка.

Так, чіпи ISD працюють таким чином. Насправді винахідник у 1990-х стверджував, що знайшов спосіб зберігати цілий 1-годинний фільм у аналоговому мікросхемі пам'яті 16 МБ.

Проблемою виявилося (ви вже здогадалися!) З часом напруга дрейфує. Впевнений, що мікросхема збереже ваш фільм протягом дня, можливо, два, але навіть працює в кінцевому підсумку, він погіршиться поза використанням, оскільки окремі збережені значення не вдалося відновити без посилання на оригінальний файл. Я фактично розглядав можливість використання цього для зберігання сигналів SSTV, але зіткнувся з тією ж проблемою, звичайні дискети або навіть VHS-стрічка були набагато надійнішими.