Аналого-дискретный интегратор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОРСКОМУ СВ ТИЛЬСТВУ

СОюз СОаетских

Социалистических

Республик (1809250 (е1) ДОпОлиительиОе K sit. саид-ву Р 415677 (5!)М. Кл.з (22) Заявлено 1Ю579 (2! ) 2784682/18-24 с присоединением заявкм No (23) Приоритет

Я 06 J 3/00

G06 С 7/18

Государственный номнтет

СССР но делам . нзобретеннй н отярытнй

Опубликовано 280 2Л1 Бюллетень Н8 8

Дата опубликования Описания 280281 (53) УДК 681. 335 (088.8) Г.К.Дельфинов и Л.В.Заходский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АНАЛОГО-ДИСКРЕТНЫЙ ИНТЕГРАТОР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например в цифровых измерителях параметров хроматографа.

По основному авт. св. Р 415677 известен аналого-дискретный интегратор, который содержит последовательно соединенные интегрирующий усилитель, пороговое устройствс и счетчик импульсов, а также накопительные конденсаторы, каждый из которых через соответствующую ключевую схему подключен ко входу интегрирующего усилителя, триггер, счетный вход которого подключен к выходу порогового устройства, а к двум выходам триггера подключены первые входы ключевых схем, вторые входы которых соединены с источником опорного напряжения fl) .

Недостатком известного интегратора является невозможность его работы при сигналах положительной полярности. Это объясняется тем, что в момент включения источника питания из-за присутствия емкостных цепей, на инвертирующем входе интегрирующего усилителя формируется импульс переходного процесса положительной полярности с максимальной энергией, который заря- 30 жает конденсатор обратной связи до напряжения, превышающего порог срабатывания порогового устройства. K моменту переключения порогового устройства накопительные конденсаторы еще не успевают зарядиться и первое срабатывание одной иэ ключевык схем происходит вхолостую, т.е. малый заряд накопительного конденсатора не разряжает конденсатор обратной связи до уровня обратного переключения порогового устройства. Присутствующий на входе интегратора сигнал положительной полярности продолжает заряжать конденсатор обратной связи до величины напряжения насьавения интегрирукщего усилителя, а так как пороговое устройство не переключается, то интегратор оказывается в нерабочем режиме.

Цель предлагаемого изобретениярас аирение диапазона входных сигналов.

Для этого в известный интегратор введены дополнительные ключевой элемент и накопительный конденсатор, элемент 2И-НЕ, QS -триггер, ц -триггер и элемент задержки, вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход соединен с первым уста809250 новочным входом QS-триггера, первым входом D -триггера и вторым входом элемента 2И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу порогового устройства, выход элемента 2И-НЕ соединен со вторым установочным входом Ы.триггера, выход которого подключен ко второму входу )) -триггера, соединенного третьим входом с выходом счетчика импульсов, а выходом - с управляющим входом дополнительного ключевого элемента, сигнальный вход которого 1© подключен к источнику опорного напряжения, а дополнительный накопительный конденсатор через дополнительный ключевой элемент соединен со входом интегрирующего усилителя. 15

На чертеже приведена блок-схема аналого-дискретного интегратора.

Он содержит масштабный усилитель

1, интегрирующий усилитель 2 с конденсатором 3 в цепи обратной связи, ш пороговое устройство 4 (которым может быть, например, триггер Шмитта), счетный триггер 5, три ключевых элемента 6-8 (например, типа "диодный насос"), управляющие зарядом и разрядом накопительных конденсаторов 9

11, счетное устройство 12, состоящее из формирователя 13 измерительного интервала и счетчика 14 имульсов, элемент 2И-НЕ 15, PS -триггер 16, 3 -триггер 17, элемент 18 задержки. 3D

Интегратор работает следующим образом.

При подключении интегратора к источнику питания формирующийся импульс переходного процесса положитель-35 ной полярности на входе интегрирующего усилителя заряжает конденсатор 3 до напряжения, превышающего уровень переключения порогового устройства 4.

Генерируе»ый на выходе порогового устройства импульс поступает одновременно на второй вход элемента,2И-НЕ

15 и счетный триггер 5. Переключающийся счетный триггер управляет ключевыми элементамн 6 и 7 таким образом, что один из накопительных конденсато- 4 ров 9 или 10 подключается к источнику опорного напряжения Uon а другойна вход интегрирук»»»его усилителя 2, при этом его полярность обратна полярности входного сигнала.

Поскольку к моменту переключения порогового устройства накопительный конденсатор не успевает зарядиться до напряжения 0, его подключение на вход интегриру»@его усилителя не приводит к разряду конденсатора 3 до уровня обратного переключения порогового устройства, а поступающий на вход интегратора сигнал положительной полярности продоЛжает заряжать конден-60 сатор 3. Напряже»»ие на выходе усилителя 2 линейно растет вплоть до напряжения насыщения.

Одновременно импульс, поступающий на второй вход элемента 2И-НЕ 15, 65.не переключает RS -триггер, так как на первом входе элемента 2И-HE 15 и первых установочных входах триггеров

16 и 17 за счет элемента 18 задержки на время переходного процесса устанавливается логический "0". При этом с инверсного выхода RS -триггера на информационный вход )) -триггера поступает логическая "1". По истечении времени задержки элемента 18 «а установочные входы триггеров. и первый вход элемента 2И-НЕ 15 поступает логическая 1,которая подготавливает эти элементы к работе. На счетный вход

D -триггера с выхода формирователя

13 поступают и|лпульсы с периодом, равным одному циклу измерения. Приход первого импульса после окончания времени, определяемого элементом 18, устанавливает D --триггер в единичное состояние, это приводит к переключению включевого элемента 8. Заряженный накопительный конденсатор 11 с полярностью, обратной полярности входного сигнала, подключается на вход усилителя 2 и разряжает конденсатор 3, что приводит к переключени.о порогового устройства 4 в обратное состояние.

Входной сигнал продолжает заряжать конденсатор 3, выходное напряжение усилителя 2 вновь увеличивается, срабатывает пороговое устройство 4 и генерируеьый им импульс поступает на BTDрой вход элемента 2И-HE 15 и счетны"; триггер. Этот импульс формирует на выходе элемента 15 импульс отрицательного перепада, который переключает

k5 -триггер 16, с выхода которого на информационный вход D -триггера 17 поступает логический "0". Приход второго импульса с формирователя 13 на счетный вход D -триггера переводит последний в нулевое состояние, а ключевой элемент 8, соответственно, переключает накопительный конденсатор

11 со входа усилителя 2 на источник опорного напряжения Цо„ . Одновременно счетный триггер переключает ключевые элементы 6 и 7, подключая заряженный накопительный конденсатор

9 или 10 на вход усилителя 2 и разряжая тем са» ым конденсатор 3, а разряженный накопительный конденсатор подключает,к источнику опорного напряжения 0 „ Последукщие циклы заряда конденсатора 3 входным сигналом и переключения пороговой схе»ы приводят к управлению: только ключевых элементов 6 и 7, так как установленный логический "0" на информационном входе 9 -триггера удерживает последний в нулевом состоянии прй всех последую»»их импульсах, поступающих на его счетный вход. Таким образом, после разряда конденсатора

3 накопительным конденсатором 11 усилитель выходит из режима насыщения ,и схема начинает генерировать импуль809250

Составитель С.Белан редактор A. Власенко Техред А, Вабинец Корректор И.Муска

Заказ 428/62 Тираж 756 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 сы, частота следования которых пропорциональна входному напряжению сигнала, так как скорость заряда конденсатора 3 линейно зависит от величины входного напряжения. С выхода IIQрогового устройства импульсы поступают на счетное устройство 12-.

Испытания аналого-дискретного интегратора в составе цифрового иэ1лерителя параметров (ЦИП) показали вьйгокую работоспособность устройства.

Формула изобретения.

Аналого-дискретный интегратор по авт. св. 9 415677, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расмирения диапазона входных сигналов, в него введены дополнительные ключевой элемент и накопительный конденсатор, элемент 2И-НЕ, R5 -триггер, )) -триггер и элемент задержки, вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход соединен с первым установочным входом RS-триггера, первым входом D -триггера и первым входом элемента 2И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу порогового устройства, выход элемента 2И-НЕ соединен со вторым установочным входом RS -триггера, выход которого подключен ко второму входу 9 -триггера

У соединенного третьим входом с выходом счетчика импульсов, а выходомс управляющим входом дополнительного ключевого элемента, сигнальный вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а накопительный конденсатор через дополнительный ключевой элемент соединен со входом ии"

1э тегрирующего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 415677, кл. 6 06 Д 3/00, 1972

;щ (прототип).