Интегратор с автоматической коррекцией нулевого уровня

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, предназначено для использования в системах автоматического регулирования. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач. Интегратор содержит последовательно соединенные интегрирующий усилитель 1, суммирующий усилитель 2, компаратор 3, реверсивный счетчик 4, цифроаналоговый преобразователь 5 (ЦАП), генератор 6 эталонной частоты, размыкающие ключи 7-10, два аналоговых инвертора 11,12. Вследствие наличия отрицательной обратной связи напряжение U<SB POS="POST">цап</SB> непрерывно следит за выходным напряжением интегрирующего усилителя 1, при этом разность U<SB POS="POST">инт</SB> - U<SB POS="POST">цап</SB> не превышает первого младшего разряда ЦАП. По окончании паузы размыкается один из ключей 7 или 8, поступление импульсов эталонной частоты от генератора 6 прекращается. В последующем цикле интегрирования напряжение на выходе ЦАП 5, равное U<SB POS="POST">инт</SB> - U<SB POS="POST">инт</SB>, оказывается приложенным к интегрирующему усилителю 1, компенсируя смещение его нулевого уровня. 1 ил.

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C е

СЛ 0 аО

QO

1Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 107 2062 (21) 4391 904/24-24 (22) 11.03,88 (46) 30, 0.1 . 90. Бюл. М 4 (71) Курский политехнический киститут (72) Ю. Я Лаксимов и Г.Д. Деведзи (53) 681.335 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1072062, кл, G 06 G 7/18, 1982. (54) ИНТЕГРАТОР С АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИЕЙ НУЛЕВОГО УРОВНЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах автоматического регулирования.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач ° Интегратор содержит последовательно соединенные интегрирующий усилитель 1, суммирующий уси„„SU„„1539800 (5I)5 G 06G 7 18

2 литель 2, компаратор 3, реверсивный счетчик 4, цифроаналоговый преобразователь 5 (ЦАП), генератор 6 эталонной частоты, размыкающие ключи 7-10 и два аналоговых инвертора 11, 12. Вследствие наличия отрицательной обратной связи напряжение 11„д„ непрерывно следит за выходным напряжением интегрирующего усилителя l, при этом разность U „„, — U цд„не превышает первоI го младшего разряда ЦАП. По окончании паузы размыкается один из ключей 7 и 8 и поступление импульсов эталонной частоты от генератора 6 прекращается.

В последующем цикле интегрирования напряжение на выходе IlAII 5, равное

U — U„, оказывается приложенным цнт иит к интегрирующему усилителю 1, компенсируя смещение его нулевого уровня.

1 нл.

1539800 (4) (.2) 50

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах автоматического регулирования.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач.

На чертеже представлена схема интегратора с автоматИческой коррекцией нулевого уровня.

Интегратор содержит последовательно соединенные интегрирующий усилитель 1, первый инвертирующий вход которого является первым входом интегратора, суммирующий усилитель 2, компаратор 3, реверсивный счетчик 4 и цифроаналоговый преобразователь 5, выход которого подключен .к неинвертирукщему входу интегрирующего усилителя, генератор 6 эталонной частоты, размыкающие ключи 7-10 и два аналоговых инвертора 11 и 12.

Интегратор работает следующим образом °

При появлении сигнала Больше" длительностью й„ напряжение U „, поступает на вход инвертора 11 и с его выхода подается на вход инвертирующего усилителя .1 в вице напряжения

Usx, °

Длительность сигнала "Больше"

Ю где to! — момент времени переднего фронта импульса "Больше";

Г - момент времени заднего фронта импульса "Больше".

При этом на другом входе интегратора присутствует напряжение смещения U которое, поступая на вход см интегрирующего усилителя 1, вносило бы погрешность в интегрирование, если бы раэмыкающий ключ 9 был разомкнут. Тогда напряжение на выходе интегрирующего усилителя 11 увеличилось бы по закону 1

t O1

1 Ф! вх см О! tO!

Как видно иэ формулы (2), напряжение на выходе интегрирующего усилителя состоит из двух слагаемых где U - напряжение íà выходе ин-!!нт тегрирующего усилителя при нулевом смещении на втором входе ин те r ра то ра;

U„напряжение, вносящее по5 грешность в интегрирование при наличии напряжения смещения U „ на втором

СМ 1 входе интегратора.

Таким образом, t1

Пин! J Ь 01

11

U„) (-V, )orat, (5)

4О»

При наличии сигнала "Больше" размыкающий ключ 9 замкнут и на вход интегрирующего усилителя 1 поступает напряжение обратной полярности

1П 1 х 1-Псм t за счет инвертирования напряжения U аналоговым инвертором 12, в результате автоматически компенсируется погрешность интегрирования и напряжение на выходе интегрирующего усилителя 1 увеличива\ ется по закону

О!

U uH> ) (U зк! - U см» + Ucaa<)dt» (6) со!

Для того, чтобы при наличии сигнала "Больше" не происходило интег30 рирование прямого неинвертированного сигнала, напряжение 11 „ подается на ! управляющий вход размыкающего ключа

10, который отключает вход интегратора от входа интегрирующего усилите35 ля

Аналогично автоматически компенсируется погрешность интегрирования при появлении сигнала ".Меньше".

В паузе, когда отсутствуют оба

40 сигнала, поступающие с выходов промышленного регулятора, к входам интегрирующего усилителя 1 приложены напряжения смещения U и U соотСМ! сну ветственно с входа интегратора и ин45 вертированные значения напряжений смещения, т.е. -U< и -U с выхоl 1 дов инверторов 11 и 12 и на выходе интегрирующего усилителя 1 напряжение изменяется по закону арфу

11 см (7)

55.

Это напряжение вносит определенную погрешность в интегрирование во время паузы.

Одним из основных требований, предьявляемых к устройству для интег1539800

Корректор М.Пожо

Заказ 221 Тираж 547 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 рирования, является высокая стабильность напряжения на выходе устройства, т. е, на выходе интегрирующего усилителя 1 во время паузы когда ин1

5 тегрирование не производится. В это время размыкающие ключи 7 и 8 замкнуты, а к входам устройства приложены напряжения смещения Цс,„ и Б см, сеq °

Пусть при этом напряжение на выхо- 10 де ПАН 5 Ц ап в начальный момент времени равно нулю, разнос ть напряжений (О м, — Ц вЂ” U, + Ц ) вызывает ! измейение вйходного напряжения интегрирующего усилителя 1 UÄÄ что при- 15 водит к срабатыванию компаратора 3, так как нарушается баланс напряжений

Бц„и 1 „ап на входе суммирующего

Т усилителя 2.

Импульсы эталонной частоты от ге- 20 нератора 6 эталонной частоты через раэмыкающие ключи 7 и 8 начинают поступать на счетный вход реверсивного счетчика 4, Направление счета определяется знаком разности напряжений 25

I (U „„ Uц,а„п„)

По мере увеличения кода в реверсивном счетчике 4 нарастает напряжение на выходе IQII 5 U и в какой-то

<ап момент времени достигает величины 30

U Знак разности (Uf ц — U „ап) изменяется на противоположный, и компаратор 3 переключается в противоположное состояние, изменяя направление счета реверсивного счетчика 4.

Код, установленный в реверсивном счетчике 4, а следовательно, и выход-. ное напряжение U 4ä начинают уменьшаться..

Таким образом, вследствие наличия отрицательной обратной связи напряжение 11„аа непрерывно следит за выходным напряжением интегрирующего усилиI теля 1, при этом разность (U „„- 45

Составитель С.Белан

Редактор А.Лежнина Техред А.Кравчук — Ц„ап) не превышает первого младшего разряда ЦАП.

По о„ончании паузы размыкается один из ключей 7 и 8 и поступление импульсов эталонной частоты от генератора 6 прекращается.

В последующем цикле интегрирования напряжение на выходе ЦАП 5, равП ное U „ — U„„, оказывается приложенным к неинвертирующему входу интегрирующего усилителя 1, компенсируя смещение его нулевого уровня.

Формула изобретения

Интегратор с автоматической коррекцией нулевого уровня по авт ° св.

II 1072062, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в него введены два аналоговых инвертора, второй, третий и четв е ртый ра змык ающие ключи, п ричем информационный вход второго размыкающего ключа подключен.к выходу генератора эталонной частоты, выход соединен с информационным входом первого размыкающего ключа, а управляющий вход — с дополнительным входом интегратора, подключенным к управляющему и информационному входам третьего размыкающего ключа и входу первого аналогового инвертора, выход которого подключен к первому дополнительному инвертирующему входу интегрирующего усилителя, второй дополнительный инвертирующий вход которого соединен с выходом третьего размыкающего ключа, вход второго аналогового инвертора соединен с входом интегратора, подключенным к управляющему входу четвертого размыкающего ключа, включенного между выходом второго аналогового инвертора и третьим дополнительным инвертирующим входом интегрирующего усилителя.