Интегратор
Авторы патента:
Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и предназначено для длительного интегрирования сигнала от незаземленного источника или разности сигналов двух источников, имеющих общую землю. Интегратор содержит операционный усилитель 1,2,3, переключатели 4,5 и 6, ключ 7, масштабные резисторы 8 и 9, блок 10 синхронизации, алгебраический сумматор 11. 2 ил.
Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и предназначено для длительного интегрирования сигнала от незаземленного источника или разности сигналов двух источников, имеющих общую землю.
Известен интегратор разности напряжений, содержащий операционный усилитель, входы которого соответственно через первый и второй масштабные резисторы подключены к источникам входных сигналов, причем между инвертирующим входом и выходом дифференциального операционного усилителя включен первый интегрирующий конденсатор, а к неинвертирующему входу дифференциального операционного усилителя подключена первая обкладка второго интегрирующего конденсатора, масштабный усилитель, вход которого подключен к выходу дифференциального операционного усилителя, а выход соединен с второй обкладкой второго интегрирующего конденсатора. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей интегратора за счет интегрирования сигнала от незаземленного источника (дифференциальный выход усилителя, изолированный датчик и т.п.). На фиг. 1 представлена электрическая схема интегратора; на фиг. 2 - диаграмма его работы. Интегратор содержит операционный усилитель 1, интегрирующие конденсаторы 2 и 3, переключатели 4, 5, 6, ключ 7, масштабные 8 и 9 резисторы, блок 10 синхронизации, алгебраический сумматор 11. Инвертирующий вход операционного усилителя 1 через резистор 8 и замыкающие контакты переключателя 5 соединен с первой входной клеммой интегратора, а через резистор 8 и размыкающие контакты - с второй входной клеммой, и с первыми выводами интегрирующих конденсаторов 2 и 3 непосредственно. Заземленный неинвертирующий вход операционного усилителя 1 через резистор 9 и замыкающие контакты переключателя 4 соединен с первой входной клеммой интегратора, а через размыкающие контакты переключателя 4 - с второй входной клеммой. Выход операционного усилителя 1 через замыкающие контакты переключателя 6 подключен к интегрирующему конденсатору 3, а через размыкающие - к интегрирующему конденсатору 2. Ключ 7 расположен между входом и выходом операционного усилителя 1. Имеется устройство 10 управления ключами. Интегратор работает следующим образом. Устройство управления ключами вырабатывает интервал сброса tсбр. для ключа 7 и интервалы коммутации tком для переключателей 4, 5 и 6 (см. фиг. 2). В исходном состоянии, изображенном на фиг. 1 после сброса, начинается интегрирование сигнала источника Е (для простоты изложения напряжение T на диаграмме (фиг. 2а), изображается постоянной величиной) в течение времени tком. (Vc2 на фиг. 2б). После переключения переключателей 4, 5 и 6 источник Е инвертируется по отношению к входу интегратора и интегрируется сигнал "-Е" также в течение времени tком (Vc3 на фиг. 2в). Затем переключатели 4, 5 и 6 возвращаются в исходное положение и цикл повторяется. Всего происходит N переключений, где N = Tинт/tком, Тинт - полное время интегрирования сигнала Е. Затем осуществляется сброс. Напряжение на конденсаторах 2 и 3 равно Vc2= -![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/307/3072156.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/307/3072157.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/307/3072158.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/307/3072159.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/307/3072160.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/307/3072161.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/307/3072162.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/307/3072163.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/307/3072164.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/307/3072165.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/307/3072166.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/307/3072167.gif)
Vвых = Vc2 - Vc3 = Vпол.1 - Vпол.2
Поскольку Vпол.2 = -Vпол.1, то
Vвых. = Vпол.1 - (-Vпол.2) = 2 Vпол.1 = Vпол.
Таким образом, введение дополнительного ключа позволяет интегрировать сигнал от незаземленного источника, устраняя при этом ошибку интегрирования. При необходимости предлагаемое устройство может использоваться как интегратор разности двух напряжений. В этом случае также устраняется ошибка интегрирования. С целью предотвращения короткого замыкания источников на землю в процессе коммутации переключателя 4 в схеме предусмотрен ограничивающий резистор 9. Интегратор имеет дифференциальный выход, расширяющий в 2 раза его динамический диапазон, однако можно осуществить переход к заземленному выходу, подключив к выходным клеммам интегратора алгебраический сумматор.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Интегратор с обнулением // 2015556
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