Интегратор

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для формирования аналогового сигнала, пропорционального интегралу от входного сигнала. Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство содержит операционный усилитель 1, интегрирующий конденсатор 2, запоминающие конденсаторы 3 и 4, ключи 5-9 на полевых транзисторах. Устройство оказывается практически нечувствительным к неравенству емкостей запоминающих конденсаторов, в нем практически отсутствует эффект накопления погрешности в процессе последовательного деления сигнала. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае и!) (р)5 С 06 С 7/186

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННМЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPM ГКНТ СССР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1434458 (21? 4443241/24-24 (22) 11.04.88 (46) 15.05.90. Бюл. М 18 (71) Опытно-конструкторское бюро Специальных радиотехнических систем

Новгородского политехнического института (72) В.А.Семенов (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1434458, кл. G 06 G 7/186, 02.04.87. (54) ИНТЕГРАТОР .(57) Изобретение относится к автома-

2 тике и вычислительнси технике и пред назначено для формирования аналагово-. го сигнала, пропорционального интегралу от входного сигнала, Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство содержит операционный усилитель 1, интегрирующий конденсатор 2, запоминающие конденсаторы 3 и 4, ключи 5-9 на полевых транзисторах. Устройство оказывается практически нечувствительным к неравенству емкостей запоминающих кон-. денсаторов,, в нем практически отсутствует эффект накопления погрешности в процессе последовательного деления сигнала. 2 ил.

1564651

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, предназНачено для формирования аналогового сигнала, пропорциональноro-..èíòåгралу от входного сигнала, и может найти применение в аналоговых и гибридных вычислительных устройствах, а также в специализированных устройствах обработки информации. !О

Целью изобретения является повы1 ение точности устройства. ! На фиг. I представлена функцио° ° альная схема интегратора; на фиг.2— ременные диаграммы сигналов управ- 15 ения ключами.

Устройство содержит операционный усилитель !, интегрирующий конденса тор 2, первый и второй запоминающие конденсаторы 3 и 4, первый — пятый QQ ключи 5-9, например, на полевых транзисторах.

Устройство работает следующим образом.

Интегратор работает в дискретном 25

Времени с периодом (тактом) дискретизации Т. Каждый такт разбивается

На Р подтактов длительностью, =Т/Р, «1исло Р кратно: 4. Временные диаграммы сигналов управления ключами, изоб- 3р раженные на фиг. 2, соответствуют

Р=8

В первом поатакте замкнут ключ остальные разомкнуты, при этом ы олняется выборка текущего зна4ения входного сигнала с запомина1 ием его на последовательно соединенных первом 3 и втором 4 запоми нающих конденсаторах (емкостью С и

С соответственно). При С =С напряжение делится между конденсаторами поровну

Uc, Uc Ц ьх/2Во втором подтакте выполняется сброс заряда с второго конденсатора

4. Замкнут третий ключ 7 (остальные ключи разомкнуты), Второй конденсатор

4 разряжается через третий ключ 7.

К концу такта напряжение на конденса- >О торе 4 равно нулю U =О, Напряжение на первом конденсаторе

3 сохраняет значение из предыдущего такта Ue, =Пц„ /2.

В третьем подтакте выполняется деление заряда между конденсаторами

3 и 4, Замкнут четвертый ключ 8 (ос.тальные ключи разомкнуты), Заряд второго конденсатора перераспределяется между первым и вторым конденсаторами, при С1=С< заряд поделится пополам и Uc, =Б -U /4.

Работа устройства в четвертом подтакте соответствует подтакту 2; работа устройства в пятом подтакте соответствует подтакту 3.

В шестом подтакте выполняется сброс заряда с первого конденсатора

3. Замкнут пятый ключ 9. Первый конденсатор 3 разряжается через пятый ключ. К концу такта напряжение на конденсаторе 3 равно нулю U =О.

Далее вплоть до заключительного

Р-ro подтакта работа устройства в нечетных подтактах соответствует подтакту 3, работа устройства в подтактах с номером, кратным 4 (т.е, 8, 12, 16 и т.д.), соответствует подтакту

4; работа устройства в остальных подтактах (т,е. 10, 14 и т.д.) соответствует подтакту 6. В некотором j-м нечетном подтакте заряд делится поровну между запоминающими конденсаторами 3 и 4;. напряжение на запоминающем конденсаторе (первом или втором) U =U =U 2 (+ 1 с, с м

В некотором j ì четном подтакте (ФР) выполняется подготовка (разряд) одного из запоминающих конденсаторов к новому делению заряда, а другой конденсатор сохраняет значение напряжения их предыдущего такта.

В 8, 12 и т,д. подтактах разряжается второй конденсатор, а сигнал хранится на первом конденсаторе; в подтактах 6, 10, 14 и т.д. — наоборот.

В заключительном P-м подтакте заряд первого запоминающего конденсатора 3 передается на интегрирующий конденсатор 2, участвуя в формировании интегральной суммы, В этом такте выходное напряжение получает соответствующее приращение. Замкнуты ключи 6 и 7, ключи 5, 8 и 9 разомкнуты. Обкладка конденсатора 3, присоединенная к инвертирующему входу операционного усилителя благодаря действию отрицательной обратной связи находится под потенциалом общей шины.

Заряд конденсатора 3 "перекачивается" на конденсатор 2, что вызывает приращение напряжения на выходе устройств-Р1г

aa A 1!выx=U ьх

После п тактов работы выходное напряжение устройства

Формула изобре",ения

Интегратор по авт, св. Н 1434458, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит дополнительно пятый ключ, включенный параллельно первому запоминающему конденсатору.

Лакри

Откр.1акрмт

Рткра|

Закрепит дткрит наири открыт жанры

f 2С М Ot St dt 7Г Tdt

Фаей

Составитель .Л, Снимщикова

Редактор О.Спесивых Техред М.Дидык . Корректор И.Пожо

Подписное

Тираж 555

Заказ 1162

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

5 1564б5 рр П

Пвых()и ="вшх(0)-2 » Увх () 11вых(О)

)

-K j П,„(t) dt, о а

5 где t„w Т;

К 2 /Т вЂ” коэффициент передачи инФ тегратора.

Основным преимуществом устройства является повышение точности интегрирования.

Так, относительное отклонение коэффициента передачи (К11) от номинального значения (Кц„„„) для устройства кц=(Кц Ки /Ки,п,-„= 1с a pzs ycT 15 ройства-прототипа 3Кп= -gq +8 (1-Р/4) в этих формулах (C„, FC —. относительные отклонения емкостей конденсаторов 2 и 4 от емкости конденсатора 3.

Полагая, что Я С1,) и 8Сэ! превышают некоторой максимальной величины 0 С, в наихудшем случае получаем для данного изобретения 3 ц 25

1 б е3,„, для устройства-прототипа, У „."„ ъ в С (Р/4), Выигрьпл по точности отношением отклонений коэффициентов передачи

Е= I 8„" j/15кч!=Р/4.

Так, при Р=8, Е=", при P=12, ЕЗ, т.е. выигрыш по точности может составлять несколько раз.

Устройство оказывается практически нечувствительным к неравенству емкостей запоминающих конденсаторов.

Соответственно в данном устройстве практически отсутствует эффект накопления погрешности в процессе последовательного деления сигнала,