Аналоговый интегратор
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных устройствах. Цель изобретения - повышение быстродействия и увеличение точности интегрирования. Интегратор содержит интегрирующее RC-звено, подключенное к неинвертирующему входу масштабного усилителя, и два последовательно соединенных резистора, общий вывод которых подключен к входу интегрирующего RC-звена, а свободные выводы соединены соответственно с входом интегратора и с выходом масштабного усилителя. 1 ил.
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных устройствах.
Известны устройства, вычисляющие интеграл от входного напряжения с помощью емкостно-омических цепей (интегрирующего RC-звена). Подобные интегрирующие RC-звенья выполняют интегрирование лишь при достаточно большой постоянной времени, вследствие чего масштаб, в котором вычисляется искомый интеграл, будет малым, включение операционного усилителя для прямого усиления сигнала принципиальные ошибки интегрирующих RC-звенев не уменьшают (Бруевич Н. Г. Доступов Б.Г. Основы теории счетно-решающих устройств. М. Советское Радио, 1964, с. 244-246). Наибольшее распространение получили в качестве интеграторов операционные усилители с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи (авт. св. СССР N 1564651, кл. G 06 G 7/186; патент Великобритании N 2220092, кл. G 06 G 7/186; Бруевич Н.Г. Доступов Б.Г. Основы теории счетно-решающих устройств М. Советское Радио, 1964, с. 246-251). Недостатками таких схем являются невысокое быстродействие и увеличение ошибки интегрирования при работе на больших частотах, особенно при интегрировании импульсных сигналов из-за невысокой полосы пропускания операционных усилителей. Наиболее близким к предлагаемому является интегратор (Бруевича Н.Г. и Доступова Б.Г. с. 246-249, рис. 7.4.4), содержащий операционный усилитель с резистором в цепи обратной связи, на вход которого включена RC-цепь. Выходное напряжение в этом интеграторе определяется выражением Т.к. в это выражение входит коэффициент усиления операционного усилителя K, который зависит от частоты подаваемого сигнала, обладает большим разбросом внутри одной серии, то эта схема не имеет особых преимуществ перед интегрирующим RC-звеном. Цель изобретения повышение быстродействия и увеличение точности интегрирования. Цель достигается тем, что в аналоговый интегратор, содержащий интегрирующее RC-звено и масштабный усилитель, введены первый и второй резисторы, коэффициент усиления масштабного усилителя равен где Rвх сопротивление входного резистора масштабного усилителя, Rос сопротивление резистора обратной связи масштабного усилителя. Вход интегратора через первый резистор соединен с входом интегрирующего RC-звена, соединенным через второй резистор с выходом масштабного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом интегрирующего RC-звена. Выходом интегратора является выход интегрирующего RC-звена или выход масштабного усилителя. На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого аналогового интегратора. Аналоговый интегратор содержит первый и второй резисторы 1, 2, интегрирующее RC-звено, содержащее резистор 3, конденсатор 4 и разрядный ключ 5, операционный усилитель 6, который совместно с резисторами 7 (резистор обратной связи) и 8 (входной резистор) составляет масштабный усилитель с коэффициентом усиления Аналоговый интегратор работает следующим образом. Входное напряжение U1 суммируется на резисторах 1 и 2 с напряжением обратной связи U3, поступающим с выхода масштабного усилителя. Это напряжение подается на вход интегрирующего RC-звена, по которому протекает ток i3, определяемый выражением где R1, R2, R3 соответственно резисторы 1, 2, 3. Для того чтобы ток i3, протекающий по интегрирующей цепочке, был прямо пропорционален входному напряжению, второе слагаемое в выражении (1) должно быть равно нулю, отсюдаU2(R1+R2)=U3R1, или
С другой стороны, напряжение U3 связано с входным напряжением U2 зависимостью
U3=KМU2,
где KМ коэффициент усиления масштабного усилителя, равный
Т. о. при K1=KМ второе слагаемое в выражении (1) обратится в ноль и ток i3 будет зависеть только от входного напряжения U1. Так, при R1= R2=R коэффициент усиления K1=2, при этом K1<<K, где K коэффициент усиления разомкнутого операционного усилителя 6.
Формула изобретения
где Rвх сопротивление входного резистора масштабного усилителя;
Rос сопротивление резистора обратной связи масштабного усилителя,
причем вход интегратора через первый резистор соединен с входом интегрирующего RC-звена, соединенным через второй резистор с выходом масштабного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом интегрирующего RC-звена, выходом интегратора является выход интегрирующего RC-звена или выход масштабного усилителя.
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Интегрирующее устройство // 1716546
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке устройств обработки сигналов, преимущественно при использовании в многоканальных измерителях, производящих обработку в параллельных каналах
Дифференцирующее устройство // 1520555
Изобретение относится к устройствам автоматики и предназначено для формирования на интегрирующем конденсаторе напряжения пилообразной формы, максимальная амплитуда которого прямо пропорциональна длительности входного импульса, и разряда интегрирующего конденсатора до исходного состояния после окончания входного импульса
Изобретение относится к устройствам автоматики и предназначено для формирования на интегрирующем конденсаторе величины напряжения, пропорциональной длительности входного импульса и его разряда до исходного состояния после окончания входного импульса
Интегратор // 1285490
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и радиотехнике и может быть использовано для высокоточного интегрирования напряжения и сигнала в широком диапазоне частот
Интегратор импульсного напряжения // 1252797
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности, к области аналогового преобразования временных параметров одиночных или периодических импульсов напряжения, а также может быть использовано в качестве времязадайщего элемента, имеющего большую постояннук) вpe(eнп
Дифференцирующее устройство // 1203545
Устройство для обнуления интегратора // 1196905
Дифференцирующее устройство // 1161962
Дифференцирующее устройство // 1120360