Интегратор

 

Изобретение относится к аналоговой информационно-измерительной технике и может быть .использовано при построении аналоговых и цифроаналоговых устройс;гв, в частности для усреднения сигналов в анализаторах, интегрирующих вольтметрах и т,д. Цель изобретения - повьшение точности интегрирования . Интегратор позволяет производить ввод начальных условий -без потери входной информации во время ввода начальных условий, независимо от изменений длительности следующих друг за другом циклов интегрирования , за счет введения вспомогательного интегратора, образованного операционным усилителем 2, в цепь обратной связи которого включены интегрирующий конденсатор 6 и последовательно соединенный с ним масштабный резистор 4, двухпозиционным переключателем 10, масштабным резистором 3, Вспомогательный интегратор подключают к информационному входу интегратора на время установки начальных условий основного интегрирующего усилителя , на операционном усилителе 1, с последующим переносом заряда с : интегрирующего конденсатора 6 на интегрирзтощий конденсатор 5 основного интегрирующего усилителя путём коммутации ключей 8, 9 и переключателя 10, блока синхронизации 14. 2 ил. с 13 сл ю со оо vj СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

«з 12Ы7Ж (51) 4 С 06 С 7/186

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3968717/24-24 (22) 21 ° 10 ° 85 (46) 23.03.87. Бюл. В 11 (71) Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева (72) В.А.Медников (53) 681.335 (088.8)

- (56) Кори Г., Кори Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычис— лительные машины . — M. Мир," 1968, с.41, фиг.10.1.

Алексеенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС. — M.

Радио и связь, 1981, с.81, табл.3.2. (54) ИНТЕГРАТОР (57) Изобретение относится к анало.— говой информационно-измерительной технике и может быть, использовано при построении аналоговых и цифроаналоговых устройств, в частности для усреднения сигналов в анализаторах, интегрирующих вольтметрах и т.д. Цель изобретения — повышение точности интегрирования. Интегратор позволяет производить ввод начальных условий без потери входной информации во время ввода начальных условий, независимо от изменений длительности следующих друг за другом циклов интегрирования, за счет введения вспомогательного интегратора, образованного операционным усилителем 2, в цепь обратной связи которого включены интегрирующий конденсатор 6 и последовательно соединенный с ним масштабный резистор 4, двухпозиционным переключателем 10, масштабным резистором

3. Вспомогательный интегратор подключают к информационному входу интегратора на время установки начальных (O условий основного интегрирующего усилителя, на операционном усилителе 1, с последующим переносом заряда с; йнтегрирующего конденсатора 6 на ин- С тегрирующий конденсатор 5 основного интегрирующего усилителя путем комЬш мутации ключей 8, 9 и переключателя

10 блока синхронизации 14. 2 ил.

Я:) 1 129

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при построении аналоговых и цифроаналоговых устройств для усреднения сигналов в анализаторах, интегрирующих вольтметрах, а также в других устройствах, где при проведении операций интегрирования требуется точная начальная установка интегратора.

Цель изобретения — повышение точности интегрирования.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого интегратора; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу, Интегратор содержит два операционных усилителя 1 и 2, масштабные резисторы 3 и 4, интегрирующие конденсаторы 5 и 6, аналоговый запоминающий блок 7, ключи 8 и 9, двухпозиционный переключатель 10, информационный вход 11 интегратора, вход

12 задания режима работы интегратора, выход 13 интегратора, блок 14 синхронизации, источник 15 задания начальных условий. Блок 14 синхронизации состоит из двух одновибраторов

16 и 17 и элемента И 18. Аналоговый запоминающий блок выполнен на накопительном конденсаторе 19 и ключе

20, управляющий вход которого является входом управления записью аналогового запоминающего блока.

Операционный усилитель 1 с интегрирующим конденсатором 5 и масштаб— ным резистором 3 образуют интегрирующий усилитель.

Интегратор работает следующим образом.

С приходом очередного импульса

U управления в момент времени и на вход 12 управления режимом, а следовательно, и на вход запуска блока 14 синхронизации (фиг. 2а) последний на своих выходах вырабатывает управляющие сигналы U, 14- Ф.

Н,, У„ (фиг.2б,в,г) так, что импульс U,«на первом выходе длиннее импульса U на втором выходе на и-я время, достаточное для приведения интегрирующего усилителя, выполненного на первом операционном усилителе 1, к начальным условиям (к напряжению U источника 15 задания наi5 чальных условий).

Под действием сигнала У,, с первого выхода блока 14 синхронизации ключ 8 размыкается, а переключатель

8775 2

10 замыкает первый и второй выводы, при этом напряжение, полученное интегрирующим конденсатором 5 в процессе интегрирования в предыдущем цикле интегрирования интегрирующим усилителем, образованным масштабным резистором 3, замкнутым ключом 8, операционным усилителем 1 и конденсатором 5, сохраняется неизменным до момента времени tq замыкания клю ча 9 под действием управляющего сигнагга U, поступающего с третьего выхода блока 14 синхронизации. Так как в интервале времени, не превышающем, от момента t„, на вход управления записью аналогового запоминаю5

10 !

5.щего блока 7 поступает импульс управления U, с второго выхода блока синхронизации 14, то выходное напряжение операционного усилителя 1, paar

I ное напряжению на конденсаторе 5, а следовательно, и интегралу входного напряжения за последующий цикл измерения эапОминается В аналОгОвОм запоминающем блоке 7, с выхода которого оно поступает на выход 13 интегратора (фиг,2к,л), После окончания импульса U на

11- Я втором выходе блока 14 синхронизации и в течение оставшейся час и импульса U 4, на его первом выходе вырабатывается импульс управления U<„ на третьем выходе блока 14 синхронизации, под действием которого замыкается ключ 9 и напряжение на конденсаторе 5 устанавливается равным напряжению источника 15 начальных ус-. ловий (фиг.2к). При нулевых начальных условиях напряжение источника

15 начальньж условий равно нулю, . т.е ° источник 15 может и .отсутствовать.

В течение времени действия импульса U< на первом выходе блока 14 синхронизации (фиг.2б) коммутация .переключателя 10 приводит к образованию вспомогательного апериодического звена на элементах 2-4 и 6, при этом напряжение U на конденса.торе 6 под действием входного сигнала О, (фиг.2д) в момент времени окончания импульса Г,, с первого выхода блока 14 синхронизации становится равным (фиг.2и)

1298775 где С6 — емкость конденсатора 6;

R — сопротивление резистора 3, По окончании действия импульса

U1p j на первом выходе блока 14 синхронизации с момента времени t ключ 5

8 замыкается, а переключатель 10 замыкает вход и выход операционного усилителя 2, при этом напряжение U на выходе операционного усилителя 2 устанавливается равным нулю,. а конденсатор 5 начинает заряжаться с на пряжения U входным током i, (фиг.2е)

1 с информационного входа 11 через резистор 3 и током i- (фиг,2э) разряда конденсатора 6, при этом напряжение на конденсаторе 5, а следовательно,- и на выходе операционного усилителя 1 (фиг.2к) изменяется по закону н

<,=U =U, + J u at + ,С5 .t

1t

U,„,1 .— зs tp

К С

Если выбрать R С v (3-5) (й -e ), то последним членом в выражении (2) можно пренебречь, и тогда в

1 в в н

I н

Usx d U15 з Б С

35 вх в 5 н!

Таким образом, к моменту t„ окончания очередного интервала интегри- 40 рования на выходе операционного усилителя 1, а следовательно, и на выходе 13 интегратора (фиг.2л), будет напряжение, равное интегралу входного с учетом начальных условий без 45 потери точности при изменении времени интегрирования и беэ потери входной информации из-за времени, необходимого для установления начальных условий интегратора. Кроме того, на 50 точность интегратора не влияют величины емкости конденсатора 6 и сопротивления вспомогательного резистора

4, при этом настройка интегратора упрощается.

Формула и з о б р е т е н и я

Интегратор, содержащий первый операционный усилитель, между входом и выходом которого включен первый интегрирующий конденсатор, первый масштабный резистор,,первый вывод которого является информационным входом интегратора, второй операционный усилитель,.выход которого соединен с первым выводом второго масштабного резистора, аналоговый запоминающий блок, информационный вход которого подключен к выходу первого операционного усилителя, а выход является выходом интегратора, и два ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности интегрирования, в интегратор введены второй инт егрирующий конденсатор, источник задания начальных условий, двухпозиционный переключатель и блок синхронизации, вход запуска которого является входом задания режимов работы интегратора, первый выход подключен .г к входу управления записью аналогового запоминающего блока, второй выход соединен с управляющим входом первого ключа, включенного между первым выводом источника задания начальных условий и входом первого операционного усилителя, соединенным через второй ключ, управляющий вход которого подключен к третьему выходу блока синхронизации с вторым выводом первого масштабного резистора, второй вывод источника задания начальных условий подключен к выходу первого операционного усилителя, входы двухпозиционного переключателя соединены соответственно с вьмодом второго операционного усилителя и с вторым выводом первого масштабного резистора, соединенным через второй интегрирующий конденсатор с вторым выводом второго масштабного резистора, вход второго операционного усилителя подключен к выходу двухпозиционного переключателя, управляющий вход, которого связан с третьим выходом блока синхронизации.!

298775 ф „

Редактор E.Ïàïï

Заказ 891!52 Тираж á73 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

/)5s>) gag

rr) у

У,/р

/ /

/// У

Рыг. 2

Составитель С,Белан

Техред JI.cåðäîêîèà КорректоР С.Шекмар