Устройство для интегрирования сигнала

 

Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники и может быть использовано ДЛЯ интегрирования электрических сигналов. Цель изобретения состоит в повышении точности интегрирования электрических сигналов в течение длительных интервалов времени. Уст-, ройство содержит генератор тактовых импульсов,-два дифференциальных операционных усилителяi сумматор, дйа пороговых элемента, источник разнополярных напряжений, переключатели, два интегрирующих конденсатора,масштабные резисторы и два пары ключей. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря введению в устройство двух пар ключей, пятого и шестого масштабных резисторов, источника разнополярных напряжений и двух с SS пороговых элементов, а также благодаря новым связям между дополнитель (Л но введенными элементами, позволяющим исключить вхождение операционных усилителей в насьш|ение за счет дрейфовой составляющей..Изобретение дополнительное к авт.св. № 1201853-. 1 ИЛ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) (5D 4!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТ0РСНОМУ СНИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1201853 .(21) 3879450/24-24 (22) 01.04 ° 85 (46) 30. I0.86. Бюл. Р 40 (71) Московский ордена Ленина и ор. дена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта (72) П.Э. Борицкий, В.М. Крылов и Л.Н. Борицкая

:(53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1201853, кл. G 06 G 7/186, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕГРИРОВАНИЯ

СИГНАЛА, (57) Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники и может быть использовано для интегрирования электрических сигналов. Цель изобретения состоит в повышении точности интегрирования электрических сигналов в течение длительных интервалов времени. Уст-. ройство содержит генератор тактовых импульсов,-два дифференциальных операционных усилителя, сумматор, два пороговых элемента, источник разнополярных напряжений, переключатели, два интегрирующих конденсатора,масштабные резисторы н две пары ключей.

Достижение поставленной цели обес- : печено благодаря введению в устройство двух пар ключей, пятого и шестого масштабных резисторов, источника разнополярных напряжений и двух пороговых элементов, а также благодаря новым связям между дополнительно введенными элементами, позволяющим исключить вхождение операционных усилителей в насыщение за счет дрейфовой составляющей..Изобретение— дополнительное к авт.св. Р 1201853-.

1 ил.

1267441 2

25

При появлении единицы на выходе генератора 4 импульсов переключатели 11-14 переходят в положение "2".

В этот момент на конденсаторе 5 присутствует напряжение, имеющее две составляющие: одна обусловлена наличием входного напряжения и его интегрированием за время, равное длительности паузы на выходе генератора 4, другая — наличием дрейфа на выходе операционного усилителя 1 за это же время. На конденсаторе 6 присутствует напряжение, обусловленное лишь дрейфом на выходе операционного усилителя 2.

Во время импульса на выходе генератора 4 переключатели 11-14 находятся в состоянии "2" и входной сигнал интегрируется операционным усили50

Изобретение относится к вычислительной и измерительной техник.е и может быть использовано дпя интегрирования электрических сигналов.

Цель изобретения — повышение точности интегрирования в течение длительных интервалов времени.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит операционные дифференциальные усилители 1 и 2, сумматор 3, генератор 4 тактовых импульсов, первый и второй интегрирующие конденсаторы 5 и 6, первыйчетвертый масштабные резисторы 7-10, четыре переключателя 11-14, две пары ключей 15, 16 и 17, 18, пороговые элементы 19,20, источник 21 разнопо лярных напряжений, пятый 22 и шестой

23 масштабные резисторы, Операционные усилители 1 и 2 с интегрирующими конденсаторами 5, 6 и масштабными резисторами 9, 10 образуют интеграторы.

Устройство для интегрирования сигнала работает следующим образом.

Генератор 4 тактовых импульсов выдает импульсную последовательность со скважностью, равной двум. При на личии нулевого уровня напряжения на выходе генератора 4 переключатели

11-14 находятся в первом положении.

При этом входной сигнал интегрируется операционным усилителем 1, в цепь обратной связи которого включен конденсатор 5. Конденсатор 6 в цепи обратной связи операционного усилителя 2 фиксирует дрейф напряжения на его выходе. телем 2 с конденсатором 5 в цепи обратной связи. Конденсатор 6 в цепи обратной связи усилителя 1 фиксирует дрейф.

За время, равное периоду импульс" ной последовательности генератора 4 на конденсаторе 6, накапливается заряд, обусловленный дрейфом напряжения интеграторов на операционных усилителях 1 и 2, причем половину этого времени накапливается заряд за счет дрейфа напряжения операционного усилителя 1, а другую половину — за счет дрейфа напряжения на выходе операционного усилителя 2. На конденсаторе 5 накапливается заряд как за счет дрейфа напряжения обоих интеграторов, так и за счет интегрирования входного сигнала..

Сумматор 3 служит для получения разности между напряжением, обусловленным зарядом конденсатора 5, и напряжением, обусловленным зарядом конденсатора 6.

Если в процессе интегрирования сигнала происходит заряд конденсатора 6 до значения, при котором напряжение на втором входе сумматора 3 достигает порога срабатывания. пороговых элементов 19 и 20, то один из них, в зависимости от полярности этого напряжения, срабатывает.

При положительной полярности напряжения срабатывает пороговый элемент

20, ключи 17 и 18 замыкаются, и положительное напряжение с первого выхода источника 21 разнополярных напряжений поступает через масштабные резисторы 22 и 23 на входы инвертирующих интеграторов на операционных усилителях 1 и 2. При отрицательной полярности на входы интеграторов поступает отрицательное напряжение через ключи 15 и l6 с второго выхода источника 21 разнополярных напряжений.

Накопленный на конденсаторе 6 заряд уменьшается, на конденсаторе 5 уменьшается составляющая заряда, накопленная за счет дрейфа напряжения интеграторов.

При уменьшении напряжения на втором входе сумматора 3 до порога выключения пороговых элементов

l9(20) происходит размыкание ключей

15 и 16 (17 и 18). Процесс компенсации дрейфовой составляющей напря3 1267441 жения на входах сумматора 3 прекращается.

Период импульсной последовательности на выходе генератора 4 импульсов выбирается, исходя из характеристики стабильности факторов, определяющих дрейф первого и второго интеграторов; Задание величины длительности периода производится из условия многократного его превышения интервалом времени, в течение которого происходит существенное изменение указанных факторов. Сумматор 3 имеет коэффициент усиления, равный единице и не вносит заметной погрешности в выходной сигнал. Поэтому дрейф, первого и второго интеграторов практически не оказывает влияния на выходное напряжение устройства. Это напряжение обуславливается лишь процессом изменения входного напряжения устройства.

В процессе интегрирования сигнала компенсации дрейфовой составляющей напряжения на входах сумматора 3 может осуществляться многократно, как только напряжение на втором его входе достигает nopora срабатывания элементов 19 и 20. благодаря этому вхождение усилителей 1 и 2 в насыщение за счет дрейфовой составляющей исключается. Этим обуславливается повышение точности интегрирования.

Формула изобретения

Устройство для интегрирования сигнала по авт.св. N 1201853, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности интегрирования в течение длительных интерва10 лов времени, оно содержит две пары последовательно соединенных ключей, пятый и шестой масштабные резисторы, источник разнополярных напряжений и первый и второй пороговые элеl5 менты, входы которых подсоединены к второму входу сумматора, а выходы подключены к управляющим входам ключей соответственно первой и второй пар, общие выводы ключей первой и

20 второй пар подсоединены соответственно к первому и второму выходам источника разнополярных напряжений, а их свободные выводы попарно объединены и подключены соответственно

25 через пятый масштабный резистор к общему выводу первого масштабного резистора и первого интегрирующего конденсатора и через шестой масштабный резистор — к общему выводу

30, второго масштабного резистора и второго интегрирующего конденсатора.

Составитель А. Маслов

Техред И.Попович Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Слободяник

Заказ 5779/49

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4