Аналоговый интегратор
Изобретение относится к антоматике и вычислительно и предназначено для интегр1 ронан 1я элек1 ри -ничч их CHiHiL io;. Цель изобретс1 я - точност, paciii;rpeH ie диа- na;u)na пменеиия цостоялно времени и}ггегр роца1И я. Лна.чогслрм ичтеграТОр СОДСр/ЖИТ ОНер.ЧЦИОИНИ у С ИЛ 1ТеЛЬ 1, и второй цифроунравляемые резисторы 2 и 3, управления 4, группу 1ерекл очателе11 5, интегрирукгиие конденсаторь 6 i развятываюц ус 1:1Я гсль 7. Лналогорый интегратор 1юзч -|яе1 и менять псн;тоян 1ую времени 1тегрирона1 ия в широких пределах за счет изменения как сопротивлениГ )p( управляеьолх резисторов 2 и 3, так и ем1:ости кондсясяторов О, реализуя :ipn этом различнме законы зме- 1С Ния постоянной време1ги от кода управления . ,п. (Л -|1гр) о-1I1 по уп }а ленйй со 4; ОО с о 4
„„,SU„„1 34 864
«;!«!, Об 7/!86
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ны из««е- д О кода
ЕгИн
UCКОЛ
Blah упра5,.; * ,). уф ««
СОЮЗ COHF T С1 i, Х "- 1,ф ." ) ., СОЦИАЛИСТИ»!ЕС4-!».!Х -- -, 4 .,) . -- РЕСГ1УБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4083443/24-24 (22) 22.04.86 (46) 30.10,87. !>юл. II 40 (7 ) !!осковский эпер! етическ««й институт (72 ) Б, Л. Па!««ко в (53) 681,335 (088.8) (56) Патент Великобрита««ии I! 2081543, кл. П 03 !1 19/00, опублик. 1982, Яль«шев А,У., Р««зоренов О. П. !!н!»! о— фу««к««иона.««ьны» аналоговые ре гули! ую«цие устройства автомат!»ки. !»1.: I;«««««««i»строение, 1981, с. 163, рис. 86а. (54 ) A1IAJIOI ÎM II! !!11ТЕГРАТОI (57) Изобретение относится к а!»то««)!— тике и вычислительной технике и предназначено для интегрирования элек«р«««ес«;ii!. сli! ««;в!»»«». IIc ль и зобрете««ия—!
«о!»«,яяе««ие то «««ости, р,«c и«:«рение диан « .»c»1«а i! 3 «е««c ««ив !«» стоян«!»»««!»1»с! «е и«! ип гег!«ирод»«!««ия. А««а)«< ов! «й и»«теграт»зр с««««е1жит опера««и«н««п «ii у плитель
1, ««с рв««й и второй ««ифроупр «Ri«ÿåìûå резисторы 2 и 3, блок управления 4, « р,;у и««> п ереклю«ателей 5, интс гриру«»вЂ”
«««ие ко««де««сато!»ь«б и развяз««ваю«««ий усгс«итель 7. Аналогc)E»«,««"«интегратор поз «:«яеl и.»менять «!с»с. тоя«!««ую !»ре««е««н и««тег1«««ро«»;«««!«я в широких пределах за с«ет из««е««е««ия как сопротивлении дифр» управляе««««х р. зисторов 2 и 3, т ак и еl!««о c Ti«»;о«!»,с«! с;»то!»ов «» pc ë ««.»уя:«рп этс".! 1!)«зли ««»««е зако н! ния постс я««ной «ре««е««и оз у.«р««в)«v«п«я . i!.1, 64
1 88 с I p < >l! (1 г3<> (! 11<> Г ит ГЛ к (п3! о;Iл T l!K C
13 1«l I I)f Гни I < !11<пой 1 (хпи к{ > 111)(Jill;in)! л
iI< т(О, (>!11;311:1. т<<>т <>1>о го lt!1 1 Р т (>11{><>)»<1)31{ ë (<)31!11,Tj,;пи{и TT)f>JI(lfx .1<3(гот )п<. к lриЧ Г (КИ Х <. Ill I! <«Э 1 О I< 13 >.,О >К(T Т{(:1<1JI )) 3 ОВ Л т ьсл в (исто{1;{х;«в го <;3)ичг< ко) о i и!э;)в, l с пил l! «м(pitò å <(!> Ifnl t T< }? !{иве Il пру (lfx „ (! .л lf!Iт(
1 то CT< Hill! o If B >эг)1(< !(11 ((loJTo (oi! ИРои > с кл Т П нил
11(J.".ью иэ(брет()tffft » t ПIС НИ Г тпil }K С Гl{ И v )«СJII(ТЕ И<{ Е;Пl и tl 1 3 О нл и «,L)tc lllfft и(гтoHf()lolt врс мели иптегрир >1«л}!ия. 15 I I а (е р т (»< е и (э Г г(Г t 1 H J c". I { и ф)< 13 к) (){О— }{<(т(ьт(,)л (xc ми <31{<3.<тот в< го ) . тегрлTOP;3 . } <пилот (выи;и<те гр;<тор (o i<(.ржит оперев(oil){}lif с){с!}{те<{f> I, пс р}3} Ii!f 2 3< .,, op<>1 3 ц){ф!) » пр;зв.!л(мыс ре )и Г То ры, бпoic 4 virp 3)«J(otlttB, t py! Ir(y 5 перек 1}сч(L" L.tей, инте гриру)ггп(с к<я<денглторы 6, р ля Bf{ 1(1!«;TI >1!(((и у(. Твштель 7, 1(ифроупрлв !л< мыс ре <игт(ры 2 и э 2!э в(,1(,огпены нл {1:}литлг<п(,lx р 31{гT(>pлх 8, К;!ЮЧЛ:: Ч, Уilj><1 «3!Cl (I(L l«ХО Л }зп Лют{ >1 уfl j» <»JI >If<>II(! fbf t«? одо -1 lilt(1>j>()у и р <Тв J я е ) и Тх р < . « l { c г o p o в . ! >}1< {» ч)т!><31«..ТГ)!if >3!{ BJI o t о— 1Uf(>p(> в<>!) Ti >iе <) бр 1.» < i )«<3 т(тт ь 1 1 циф(!)с р(.13;r(.р?ч ((! 111,(е р< эи .т<-р .1 I .— 1 ) i р лэдетlитель({ые ,т){од}.> I г l(!«;г.>ó.l . 1(я !и ре «;(гтop 17. О -ер, и ли(>дл«tH 16 обр{эу}с I L> . к 18 в}<де)с и(я моtip ll!1t p > пр)! (Ij)nllnpl i < ) Я „; 8, = 1:24...2"" . Для обеспеч<л(ия c охр,(ITLITT{R Г>лллнсирсэт«ки оперлци >п)п гo усилителя при и зменении вели >)3)11, цнфроупрлвлягмого реэисторл 2 нл II(løíåðòf{ðóti щем входе B интегратоj) Вв(}д(иа ком(!t BГиpg к>11(ил цепь Bbl подненилл нл цифроупрлвдяемом реэисторе 3 с рели< Тс>р!Е<33 8, 8 ". 8,", P;313111 1)я{ И C)lflXPnlt)fn ПС Р РKJI}<)<{ ТЕ)1) IМИ > < < с ргэистор )м)t S,, S., 8 ... основной 3 цепи, lip){ этом сollpo THBJI(на инвертирую!лем входе операционного уси. :!ит(ля 1 Bc åã (ë р,п»но сопротиппеш{ю Il;3 )tc. 3(f1 âåðòèðóþùñ м т»х(эде. Это обеспечив;и>т комле}tc;3((){}<) токов (напряжении сме(я< Тшя nltc .p;TT(}ln}T}{OT o усил)3. с (и 1 и поэв<>пяет расширить;(иапа«ги регулировлния, !!ри коэффициенте (»эити<эй гня зи c>l Тлкой режим оперлционногo усилите.тя 1 обесп чивлет поддержлтше в любой момс нт !<ремеlfl! одинаковых на;Ij»T>KåfTifé на коицен< лторах 6, подключ;Темь(х к входу и выходу операционного усилителя с помощью группы 5 ;(с рек.-tK> fëòåò(åé . !!ри этом в к аче ст ве интегрируюп(их испольэуютсл кон;;енса<{@Jr q, )и(<»<фс рс:}|ци >vie>! (Ilit 1. (И,(еllc лт< р 2 .(и с входным сопротив re )ITIC)(блоки 18 BE f<»Р;TO!;1! <3 «{<Эд i !! Л О Li j>,1 3 V t T <>f It!< >С РL }3— I(IfPÓf<>(!(Óf(> . . " — !!LII)<, P<1 «ьH «ы)«;11 I(ité у гиви I ель 7 < одер>Kitò (<1<) < Iii T . >и(lc j>c Jl! i > oPb! 1 ) — .. и 45 oiIt>p ппl >}1}11 !и г .(lit t -11 1IИ т с p,) i" (> p j>,3 ti<> 1;1< 1 Г) с (\ к>(<((lм n<)pf) «o).. )>Хn Ill<>i(Гll! 1(,1 I il(jit3 Ц!!(»РО,<ПРЛН.<(яем!>Л(p(зи -т< р и (туп,}от IIti!It!i r«хо)I, < I lt j> )цпо}1)1<э I "о ; с(1<и! > Ггт>т 1 . !.p .! этом !«ели чи({;) с<>про!!{В:1(.11>1 «(IP<;ТЕ>(ЛС< < Я I:, Р,l 1IO;}KJT! >iii If!< t r<. j>i » >! (r ори !«8 B t OC> I 1 Р ;ГГ: j> i > . : I i, I < ) « > »:1 (! < I ! :)лбочих конден(лторах, >то и обеспечивает коммутацию конденсаторов при иэме}(е}13{1{ пос-,ол}шой времени интегрирования бс<э скачков выходного напряжения. Ке<личиил общей емкости ! (одк.-п<>чеш{ых конденс аторов 5 опре,(:Тя (. т (. н Ko}lo)! у правления группой 5 и(p(ключателеи, I! c>(.туплющим от блокbi 4 управления. !!лт(р){мер, при пропорционачьном неже(.тком иэ.(енении J(}3oItMfIbIм кодом vlip л}«пения постоянной времени емкости конденсаторов должны i{!!c ть со(тио,e)«.L 6,: 6,: 6 > 1:2:4... 2 =, при rloñòс>янном сопроти (пе}!l<и рс .«3((I(>p ). I f i 1 яким обрлзом, В ин 1(грлторе Iln стояш!ую нремс ш! IIIITnгJ)Hp()13;1111.!В м<>ж— Il<) р<.гулировл TB i Tvlln Iлто зл счс т и «меilplltfil клк сопротивчеftltft ре.«и<-то— pnI3 8, тлк и емкости конденсаторов 6, При этом, «адлвая рл(эличныг с оотн >щения между cntipoтинлени M резигторов, а тлкже между величиной емкогти конденглторов, можно получат! рл зличные B(IK<»fti изменения постояннои Времени н функции от кода yiipaf«Jfvf Тяк, при двоичном коде gfrrp)ri>tie!fit)t и oJIJIoBpf. менном пропорциональном из?(гненни сопротивлений и емкостей дг«оичными рядами номинллов постоя((ила врсмени меняется пропорцион;эг(),flc> KBлдрлту значения кода К, т.е. а при раздельном упря?«ленни FJIini«»ttзм кодом — только резигторлми либо I олько конденсаторами: - К, Возможно изгленение !Inc To>(i!)toff времени (1(. )норв ционально двоичному ряду 1:2: <... при одноврс мс IIIIOM управлении и p(«èсторами> и конденсаторами. Для зтого отношение резистс ров и KOHJ((нг )TОров в рядах должно бить клк 1, а не 2. Возможны и другие злконь(3:(и(в симости постоянной времени от кодл. Испол ьзо Всэние р азз(ичных з лк<>н в зависимостей постоянной врем(ни от кода управления, при отсутст(31111 с кач— ков напряжения в процессе комму глц!ш позволяет расширить функционлд!.Иые возможности интегратора. При изменении постояш(ой интегри— рования р з ависимости от гкс рос ftf изменения нлпряжеш(я на входе;ш геграторл выполняется дифференциронлние входного сигнала с<..-цепью, гос> оящсй из конденсатора 12 и входного сопротивления последующих цепей. >1ля обеспечения взятия первой производной сигнала независимо от напрлвлеш(я изменеш.я после дифференцирун)шей цепи предусмотрен блок 18 выделения лодуля на операционных усилителях 1О с диодами 16, Выходное напряжение блока Выделения модуля преобразуется н параллельныи двоичный код a»rt Inr o— цифровым преобразователем 11, yitpлнляющим цифроупр авля емыми р е зи стор ами 2 H 3 и группой 5 переключателе!(, Блок управления может управляться и от ннешнего сигнала (положение 2 условного переключателя ). При наличии внешнего параллельного кода управления он может подавят,ся Iloli< средственно на входы управления циф— » Hñ) > (- , 1!р;3!3 (я(,"<> it 1 J>yt! tint i ) r>(J)(1,. 1?»I;3 1 < i < 11, 1< < 11< i!! 1<>1 л(111С 1 1р < 1. 1;i ) () ем< > 1 О l(IITС 1 Р ЛТ(Р С) 11< >!i I< сзl и < I P (3 < lilil PI(Г f Jilt Лllл.« <>I! <> If «;1(11 nfl 1 1 я !1(>г <) )1 11 it i>11 13» с (r(. Ill! И 1 (Т (1 pl! Р< н;3)шн по гJ)(II«fin!fin i 1 еl > :lt>J)n.«Knit Tn Jl l lсо J> с 3 и с т<) J> It+111 ч Я (>(с т 13 Вп (Iенин И КО . IМУТ Лпlflf >(<Э(! < >я(1 (1 ТЕ!>(Ь НЫХ Рп 3И Г Тп J>nI«, поз(«оэ!Вю!!(их к<».1(ел сиp< влть влил— l11t < ГО к(>в с M<. IIIPII I (Ë оп с J) B I BIO III(C> ГО уг и ш!т< ля нл Вых<>;ш<>е нл(П>яже(ше путем п JriInI3 J)e?fc IiIio i o c I»IvJ>nIrI«> n n Jttf »(3Kn1> n(0 11 «мn не((Ия ре «и ((> р<) 13 н:3 не l!11 В(J) т!(ру!я((ем и иннерти(>ующс!м входах, ис1,:!н> !ить скачки нл((ряже!И(я при K< "fìóт;,>HI!! ): >fr(I нся ri>pn)3 .«а счс т F«r«e;ref»(я it(I«T()J>HTår!); напряжения с. коммутацией nftJJofrслторов г г го !«ыхода нл вход и обрлтнО, чтО иск >(ючле > Ошибl.и и 11<.òåðþ си(наля (» гл(дяп(их гистемях, n<)< с.пг (ить lip эн.(ение;(остоянной интс 1 рировл!(ия плр;эл.!епь!(ы (двоичным к< дом, чTo по.iltолягт осущеcTвиTь у((ран(!ение от цифро(«»х упранляюшэ(х у< трой(с l B — 1Ь11, м! Нро((роцессс ров и г.п, Крем- тогс, ?in :,11(и «менять зак<>ны 3B?3 tt(имогти 1)nc TO>lit!!nfl 13рс мени иитс гриро(элния 13 фушсции от кодл V Ft Р;(RJ) Å 1>1! Я . (1>ормулavзпбретения AI(;(JI<)i (?я!й ш<те .J)BTnp, содержасш;й Опера! Ион!(ый ус!О(и гель, перньш «< ци(Ь1)оуправ.!!>зем. рс «истi)p oд!ш из выводов кот.>р< гn >!i« "яетгя Входс м интегрлтс рл, другой Bf ii)(>JI, и >дклк>чен к неиннертирук>щему Входу операционного in - ° уг((нит(ля (I уllpл(iян>! (Ittf Вход соединен с Выходом бJ)OKa yпрлнления, интегрирующий к эндеHc;iò()p верн!!и 1«ыВод которого подк.!ю и Il к шине нуленого потенция !л п т л Il ч а ю t1(и и с я тем что с целью пс ььl > - ) шс 111(B тОчности и р 3(".!Itt J) пня ди (нl(3з<>ня изменения и: <.т< я(и(n Времени Ип ТС ГPI(P(1 F3;3311tH > I« 11(Г О r«I«(ОДOI(I:1 Р 13 Вязl 13 лющи1! y C 1 (J(HT С" (Ь > 1«Т< ро(1 I!If/>pn у((р лнляемый J)e.«ист р, гt», rti(;3 переклн>— 50 чл 1 с )1еll и rio и )з(нит(:(ь(!11(. !111 1 е ГpHp ун) (!(If» Е<»IJ;e?f C(IT 11(Р НЫС I>(.IÕOJ(Û КО тлр(!Х СОЕдИНГ?tii C Н. (1:(Ой Ifyс(с НОГО I! О т с . н ц и ял:3, В 1 < p f 1(13 > В < ) лы о c I t n R 1! п 1 О и дополш!те>(ь:.. х I 11(с.гf>il;>>J!)! (их Knfl 55, (i. I1 Ñ (ЭТ i >P OB (1ОДК:IК" (i 11! i К i! i ;> (I;:IK) Ч 3Ю щему контакту солт(3(т(т 1(у? щег пере— К) (Ю>tà TЕ:(Я ГРУI Пf t, Ii П K:1?>>t (3<. Н!11(К i)11 T;iKты кото(>ых Гn E;11311 i >Ii i i 1 ii !3(j) Tll— 1 348864 Составитель С, Белан Редактор F,. Конча Техред И.Попович Корректор H Король Заказ 5192/50 Тираж 670 Подписное В11И111111 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, 11осква, )t(-35, Раушская наб,, д. 4/5 Произнодс твенно — полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 руюи(им BxAäîì и выходом операционного усилителя, управляющие входы переключателей группы связаны с выходом блока управления, соединенным с уггравляющим входом второго цифроуправляемогo резистора, включеHHoIo между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, подключенным к входу развязывающе го усилителя, выход которого является выходом интегратора, вход блока уг1равления соединен с входом аналогового интегратора> а блок управления содержит дифференцирующий конденсатор, анало5 го-цифровой преобразователь и блок ваделения модуля, вход которого через дифференцирующий конденсатор подключен к входу блока управления, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого является выходом блока управ— лени я.
