Интегратор

 

ИНТЕГРАТОР,, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход KoiJoporo соединен с первыми выводами первого раз1-1ыкающего и первого замыкающего ключей и через первый масштабный резистор - с входом интегратора, второй вывод первого замыкающего ключа подключен к первому выводу второго размыкающего ключа и первой обкладке накопительного конденсатора, третий размыкающий ключ, первый вывод которого является входом установки начальных условий, а неинвертирующий вход операционного усилителя через второй масштабный резистор соединен с шинойнулевого потенциала, отличающийс я тем, что, с целью повьпиения точности установки начальных условий интегрирования, в него введен второй замыкающий кл1рч и румматор, выход которого подключен к второму выводу второго размыкающего ключа и через второй замыкающий ключ к второму выводу третьего размыкающего ключа, являющемуся выходом интегратора и соединенному с первым (Л входом сумматора, второй вход которого подключен к первой обкладке накопительного конденсатора, а третий - к выходу операционного усилителя , соединенному с вторьгм выводом первого размыкающего ключа и второй обкладкой накопитьельного О) конденсатора. со О) со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(sty G 06 G 7/186

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3687771/24-24 (22) 10.01.84 (46) 15.06.85, Бюл. У 22 (72) В.М. Чумак (7 1) Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государствен-. ный университет им, В,И. Ленина (53) 681.385 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 488222, кл. G 06 G 7/186, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

У 308436, кл. G 06 С 7/186, 1970 (прототип) (54) (57) ИНТЕГРАТОР, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первыми выводами первого размыкающего и первого замыкающего ключей и через первый масштабный резистор — с входом интегратора, второй вывод первого замыкающего ключа подключен к первому выводу второго размыкающего ключа и первой обкладке накопи ельного конденсатора, тре„„SU„„1161963 тий размыкающий ключ, первый вывод которого является входом установки начальных условий, а неинвертирующий вход операционного усилителя через второй масштабный pet зистор соединен с шиной нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ и й— с. я тем, что, с целью повышения точности установки начальных условий интегрирования, в него введен второй замыкающий ключ и сумматор, выход которого подключен к второму выводу второго размыкающего ключа и через второй замыкающий ключк второму выводу третьего размыкающего ключа, являющемуся выходом интегратора и соединенному с .первым входом сумматора, второй вход которого подключен к первой обкладке накопительного конденсатора, а третий — к выходу операционного усилителя, соединенному с вторым выводом первого размыкающего ключа и второй обкладкой накопиъельного конденсатора.

1161963

15

25

35

45

55

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении аналоговых и цифроаналоговых аппроксимирующих устройств, а также в дру- 5 гих устройствах, где при проведении операции интегрирования требуется точная начальная установка интегратора.

Известен интегратор, содержащий

I входную клемму, соединенную через резистор с первыми входами соответ,ственно операционного усилителя, накопительного элемента и первого ключевого элемента, выходы которых подключены к выходной клемме, клемму установки начальных условий, соединенную через блок формирования экспоненциального напряжения к входу операционного усилителя (1).

Однако данное устройство характеризуется недостаточно точной установкой начальных условий интегрирования, обусловленной наличием напряжения смещения Пс по входу операционного усилителя, на базе которого выполнен интегратор.

Наиболее близким к предлагаемому является интегратор, содержащий входную .клемму, соединенную через последовательно включенные первый резистор и первый ключевой элемент с входом операционного усилителя и первыми входами второго и третьего ключевых элементов, второй вход последнего через второй резистор соединен с первым входом четвертого ключевого элемента и первым входом сумматора, выход которого через пятый ключевой элемент соединен с вторым входом четвертого ключевого элемента и первым входом накопительного элемента, второй вход которого соединен с вторым входом второго ключевого элемента и первым входом шестого ключевого элемента, второй вход которого соединен с общей шиной питания, клемму установки начальных условий, соединенную через последовательно соединенные третий резистор и седьмой ключевой элемент с входом операционного усилителя, выход которого соединен с выходной клеммой интегратора и первым входом сумматора, второй вход которого соединен через блок определения знака с выходом операционного усилителя (2 3.

Недостатком этого интегратора является неточность установки начальных условий, обусловленная напряжением операционного усилителя U и сумматора У, так как последний для повышения функциональной точности необходимо выполнить на базе второго операционного усилителя.

Цель изобретения — повышение точности установки начальных условий интегрирования.

Поставленная цель достигается тем, что в интегратор, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первыми выводами первого размыкающего ,и первого замыкающего ключей и через первый масштабный резистор— с входом интегратора, второй вывод первого замыкающего ключа подключен к первому выводу второго размыкающего ключа и первой обкладке нако- пительного конденсатора, третий размыкающий ключ, первый вывод которого является входом. установки начальных условий, а неинвертирующий вход операционного. усилителя через второй масштабный резистор соеди. нен с шиной нулевого потенциала, введен второй замыкающий ключ и сумматор, выход которого подключен к второму выводу второго размыкающего ключа и через второй замыкающий ключ — к второму выводу третьего раэмыкающего ключа, являющемуся выходом интегратора и соединенному с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к первой обкладке накопительного конденсатора, а третий — к выходу операционного усилителя, соединенному с вторым выводом первого размыкающего ключа и второй обкладкой накопительного конденсатора.

На чертеже изображена функциональная схема интегратора.

Интегратор содержит первый 1, второй 2 и третий 3 размыкающие ключи, первый 4 и второй 5 замыкающие ключи, накопительный конденсатор 6, вход 7 установки начальных условий интегратора, выход 8 интегратора, сумматор 9, операционный усилитель 10, первый 11 и второй 12 масштабные резисторы, шина 13 нулез вого потенциала, вход 14 интегратора, а сумматор 9 сбстоит из опе 161963

15

U=-U-U+U

o a 2 3 где U„

Ri

0=0 .—— з ьх.а, 3 рационного усилителя 15, повторителей 16 и масштабных резисторов 17.

Интегратор работает следующим образом.

На первом такте работы, когда ключи 1-3 замкнуты, а 4 и 5 разомкнуты, осуществляется установка начальных условий на накопительном конденсаторе 6, Напряжение с входа 7 установки начальных условий через замкнутый ключ 3 поступает на выход 8 интегратора.

На этом же такте работы формируется напряжение на выходе сумматора 9, равное найряжение на входе 7 установки начальных условий; напряжение, определяемое величиной напряжения смещения по входу повторителей 16 и операционного усилителя 15, входящих в состав суммато- 2 ра 9; напряжение на выходе операционного усилителя 10, определяемого величинами входного напряжения U> на входе 14, а также величинами сопротивлений R — замкнутого ключа 1 и R — мас2 штабного резистора 11.

Таким образом, на первом такте работы интегратора на первой обкладке накопительного конденсатора 6, которая соединена через замкнутый ключ 2 с выходом сумматора 9, присутствует напряжение Б, а на втоI рой обкладке, которая подключена к выходу операционного усилителя 10, напряжение U . В результате накопительный конденсатор 6 заряжается до напряжения

= U — U = -U — U

f с о В 1 g °

В начале следующего такта работы, когда интегратор переводится в режим интегрирования входного сигнала, ключи 1-3 размыкаются, а ключи 4 и 5 замыкаются, напряжение на выходе сумматора 9 (т.е. и на выходе 8 интегратора) с учетом его напряжения смещения по входу U равно U = -U — U = U т.е. точность установки начальных условий не зависит от аддитивных погрешностей сумматора 9.

С другой стороны, дифференциальный съем значений с накопительного конденсатора 6 устройства позволяет устранить влияние напряжения смещения по входу операционного усилителя 10 в начальный момент интегрирования.

Тем самым осуществляется точная установка начальных условий интегрирования.

1161963

Составитель С. Белан

Редактор Е. Копча Техред Я. Кастелевич

Корректор О, Тигор

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3970/51 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5