Интегратор с обнулением
Авторы патента:
Интегратор с обнулением относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использован в системах автоматического регулирования, аналоговых вычислительных машинах, генераторных сигналов специальной формы. Сущность изобретения: интегратор содержит дифференциальный усилитель 1, накопительный конденсатор 2, два масштабных резистра 3, 6, два ключа 4, 5, ограничительный резистор 7. 1 ил.
Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования, аналоговых вычислительных машинах, генераторах сигналов специальной формы.
Интегратор является обязательным элементом аналоговых вычислительных машин, широко используется для построения систем автоматического регулирования, при разработке генераторов специальной формы и др. В интеграторе наряду с выполнением функции интегрирования предусматривается возможность его обнуления. Интеграторы с обнулением обычно выполняются на дифференциальных усилителях с емкостной отрицательной обратной связью и с коммутационными элементами, обеспечивающими обнуление интегратора посредством разряда конденсатора емкостной отрицательной обратной связи. Кроме обеспечения возможности обнуления к интегратору предъявляются требования по точности при изменении напряжения выходного сигнала в широких пределах. При использовании интеграторов с постоянной времени несколько секунд и более возникает проблема обеспечения точности. В частности, на точность существенным образом начинают влиять цепи обнуления интегратора. Например, описанный в [1] интегратор с обнулением содержит входные резисторы, дифференциальный усилитель, в цепи отрицательной обратной связи усилителя накопительный конденсатор и переключатель, выводы контактов которого соединены с выводами конденсатора, а вход управления является соответствующим входом интегратора с обнулением. Сигнал, подлежащий интегрированию, поступает на сигнальный вход интегратора с обнулением. Напряжение входного сигнала преобразуется на входном резисторе в ток, который интегрируется на конденсаторе обратной связи усилителя. Для минимизации ошибки интегрирования конденсатор выбирается с максимальным значением сопротивления утечки. Однако такой интегратор с обнулением имеет низкую точность. Наиболее близким к предлагаемому является устройство [2], которое содержит дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала устройства, а инвертирующий вход - с выходом устройства через накопительный конденсатор, причем вход устройства через масштабный резистор соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя, а обкладки накопительного конденсатора через первый и второй ключи соединены с шиной нулевого потенциала. Предлагаемая схема интегратора с обнулением позволяет расширить диапазон входных напряжений за счет того, что переключатели, обеспечивающие режим обнуления, не оказывают дестабилизирующего воздействия при работе устройства в режиме интегрирования. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого интегратора с обнулением. Интегратор с обнулением содержит дифференциальный усилитель 1, накопительный конденсатор 2, масштабный резистор 3, ключи 4 и 5, а также масштабный резистор 6 и ограничительный резистор 7. Неинвертирующий вход усилителя 1 соединен с шиной нулевого потенциала интегратора, а инвертирующий вход - с накопительным конденсатором 2 и масштабным резистором 3, второй вывод которого соединен с первым контактом ключа 4. Второй контакт ключа 4 соединен с шиной нулевого потенциала интегратора, с которой также соединен первый контакт ключа 6, второй контакт которого соединен с вторым выводом накопительного конденсатора 2 и выходом интегратора. Входы управления ключей 4 и 5 объединены и являются управляющим входом интегратора, сигнальный вход которого соединен с вторым выводом резистора 3 и первым контактом ключа 4 через масштабный резистор 6, а выход усилителя 1 соединен с вторым выводом накопительного конденсатора 2, вторым контактом ключа 5 и выходом интегратора через ограничительный резистор 7. Интегратор работает следующим образом. На сигнальный вход интегратора с выхода генератора напряжения входного сигнала (на чертеже не показан) поступает напряжение входного сигнала, под действием которого протекает ток заряда конденсатора 2. Этот ток протекает через резистор 6, масштабный резистор 3, конденсатор 2, резистор 7 и замыкается на шину нулевого потенциала интегратора через эквивалентное выходное сопротивление усилителя 1, которым можно пренебречь ввиду его малости. При этом выходное напряжение интегратора является интегральной функцией от напряжения входного сигнала, а постоянная времени интегратора определяется выражением![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
Формула изобретения
ИНТЕГРАТОР С ОБНУЛЕНИЕМ, содержащий дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а инвертирующий вход - с первой обкладкой накопительного конденсатора, информационный вход интегратора соединен с первым выводом первого масштабного резистора, вторая обкладка накопительного конденсатора соединена с выходом интегратора и через первый ключ с шиной нулевого потенциала, второй ключ, первый вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, а второй - с вторым выводом первого масштабного резистора, управляющий вход интегратора подключен к управляющим входам ключей, отличающийся тем, что выход дифференциального усилителя через ограничительный резистор соединен с второй обкладкой накопительного конденсатора, первая обкладка которого через второй масштабный резистор соединена с вторым выводом второго ключа.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Интегратор // 1764063
Интегратор // 1728871
Изобретение относится к аналоговой информационно-измерительной технике и может быть использовано при построении аналоговых и цифроаналоговых устройств, в частности в устройствах для усреднения сигналов, в интегрирующих вольтметрах и т.д
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться в электроизмерительной технике
Электрометрический преобразователь заряда // 1698802
Изобретение относится к технике преобразования малых токов и зарядов и может быть использовано для измерения различных механических величин с применением пьезоэлектрических датчиков давления силы и ускорения
Интегратор с обнулением // 1674180
Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике, в частности к интеграторам с обнулением
Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в автоматических регуляторах температуры для стабилизации температуры в зоне криостэтирования холодильных установок Цель изобретения - повышение точности и увеличение быстродействия интегратора Новым является то, что в нелинейный интегратор последовательно с резистором 3, входящим в интегрирующую цепочку, и стабилитроном 4, включенным в непроводящем направлении , включен стабилитрон 5 в проводящем направлении, а также введен компаратор 11
Аналого-цифровой интегратор // 1635199
Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматического управления различными технологическими процессами и объектами
Интегрирующее устройство // 1624484
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться в электроизмерительной технике
Интегратор периодических напряжений // 2149448
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к электроизмерительной технике
Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике, в частности к электроизмерительной технике
Интегрирующее устройство // 2188452
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для интегрирования входных токов и напряжений
Фильтр постоянной составляющей // 2204883
Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к фильтрам для выделения постоянной составляющей периодических напряжений
Дифференцирующее устройство // 2212052
Изобретение относится к техническим средствам коррекции систем автоматического управления
Изобретение относится к электроизмерительной технике
Интегрирующее устройство // 2222827
Изобретение относится к автоматике для использования в корректирующих устройствах следящих систем, в преобразовательных и измерительных устройствах
Дифференцирующее устройство // 2222828
Изобретение относится к автоматическому регулированию для использования в корректирующих устройствах следящих систем измерительных приборов
Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике, в частности к электроизмерительной технике
Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано при реализации дискретно-аналоговых устройств обработки: фильтров, усилителей, корректоров