Интегратор Советский патент 1985 года по МПК G06G7/186 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении аналоговых и цифроаналоговых аппроксимирующих устройств, а также в других устройствах, где при проведени операции интегрирования требуется точная начальная установка интегратора. Известен интегратор, содержащий входную клемму, соединенную через резистор с первыми входами соответ.ственно операционного усилителя, на копительного элемента и первого клю чевого элемента, выходы которых под ключены к выходной клемме, клемму установки начальных условий, соединенную через блок формирования экспоненциального напряжения к , входу операционного усилителя СО Однако данное устройство характе ризуется недостаточно точной установкой начальных условий интегрирования, обусловленной наличием напряжения смещения по входу операционного усилителя, на базе которого выполнен интегратор. I Наиболее близким к предлагаемому является интегратор, содержащий входную клемму, соединенную через последовательно включенные первый резистор и первый ключевой элемент с входом .операционного усилителя и первыми входами второго и третьего ключевых элементов, второй вход последнего через второй резистор соединен с первым входом четвертого ключевого элемента и первым входом сумматора, выход которого через пятый ключевой элемент соединен с вторым входом четвертого ключевого элемента и первым входом накопитель ного элемента, второй вход которого соединен с вторым входом второго ключевого элемента и первым входом шестого ключевого элемента, второй вход которого соединен с общей шиной питания, клемму установки начальньгх условий, соединенную через последовательно соединенные тре тий резистор и седьмой 1 лючевой элемент с входом операционного усилителя, выход которого соединен с выходной клеммой интегратора и первым входом сумматора, второй вход которого соединен через блок определения знака с выходом операционного усилителя C2J. 32 Недостатком этого интегратора является неточность установки начальных условий, обусловленная напряжением операционного усилителя U и сумматора последний для повьш1ения функциональной точности необходимо выполнить на базе второго операционного усилителя. Цель изобретения - повьш1ение точности установки начальных условий интегрирования. Поставленная цель достигается тем, что в интегратор, ссдержа;ций операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первыми выводами первого размыкающего ;И первого замыкающего ключей и через первый масштабный резистор с входом интегратора, второй вывод первого замыкающего ключа подключен к первому выводу второго размыкающего ключа и первой обкладке накопительного конденсатора,, третий размыкающий ключ, первый вывод которого является входом установки начальных условий, а неинвертирующий вход операционного усилителя через второй масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, введен второй замыкающий ключ и сумматор, выход которого подключен к второму выводу второго размыкающего ключа и через второй замыкающий ключ - к второму выводу третьего размыкающего ключа, являющемуся выходом интегратора и соединенному с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к первой обкладке накопительного конденсатора, а третий - к выходу операционного усилителя, соединенному с вторым выводом первого размыкающего ключа и второй обкладкой накопительного конденсатора. На чертеже изображена функциональная схема интегратора. Интегратор содержит первый 1, второй 2 и третий 3 размыкающие ключи, первый 4 и второй 5 замыкающие ключи, накопительный конденсатор 6, вход 7 установки начальных условий интегратора, вькод 8 интегратора, сумматор 9, операционный усилитель 10, первый 11 и второй 12 масштабные резисторы, шина 13 нулевого потенциала, вход 14 интегратора, а сумматор 9 состоит из one3 . рационного усилителя 15, повторителей 16 и масштабных резисторов 17 Интегратор работает следующим : образом. На первом такте работы, когда ключи 1-3 замкнуты, а 4 и 5 разомкнуты, осуществляется установка начальных условий на накопительном ко денсаторе 6. Напряжение с входа 7 у тановки начальных условий через замкнутый ключ 3 поступает на выход 8 интегратора. На этом же такте работы формируется напряжение на выходе сумматора 9, равное и; -и,- и,+ и. где и - напряжение на входе 7 уста новки начальных условий; Ш - напряжение, определяемое величиной напряжения смеще ния по входу повторителей и операционного усилителя 1 входящих в состав сумматора 9; Л..Г. напряжение на выходе опера ционного усилителя 10, определяемого величинами входного напряжения Ugjj на входе 14, а также величина ми сопротивлений R - замк нутого ключа 1 и R. - масштабного резистора 11. 634 Таким образом, на первом такте работы интегратора на первой обкладке накопительного конденсатора 6, которая соединена через замкнутый ключ 2 с выходом сумматора 9, присутствует напряжение U , а на второй обкладке, которая подключена к выходу операционного усилителя 10, напряжение Uj. В результате накопительный конденсатор 6 заряжается до напряжения Ue и;- из Uj. В начале следующего такта работы, когда интегратор переводится в режим интегрирования входного сигнала, ключи 1-3 размыкаются, а ключи 4 и 5 замыкаются, напряжение на выходе сумматора 9 (т.е. и на вькоде 8 интегратора) с учетом его напряжения смещения по входу U., равно U Uj UT, т.е. точность установки начальных условий не зависит от аддитивных погрешностей сумматора 9. С другой стороны, дифференциальный съем значений с накопительного конденсатора 6 устройства позволяет устранить влияние напряжения смещения по входу операционного усилителя 10 в начальный момент интегрирования. Тем самым осуществляется точная установка начальных условий интегрирования.

ИНТЕГРАТОР,, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход KoiJoporo соединен с первыми выводами первого раз1-1ыкающего и первого замыкающего ключей и через первый масштабный резистор - с входом интегратора, второй вывод первого замыкающего ключа подключен к первому выводу второго размыкающего ключа и первой обкладке накопительного конденсатора, третий размыкающий ключ, первый вывод которого является входом установки начальных условий, а неинвертирующий вход операционного усилителя через второй масштабный резистор соединен с шинойнулевого потенциала, отличающийс я тем, что, с целью повьпиения точности установки начальных условий интегрирования, в него введен второй замыкающий кл1рч и румматор, выход которого подключен к второму выводу второго размыкающего ключа и через второй замыкающий ключ к второму выводу третьего размыкающего ключа, являющемуся выходом интегратора и соединенному с первым (Л входом сумматора, второй вход которого подключен к первой обкладке накопительного конденсатора, а третий - к выходу операционного усилителя, соединенному с вторьгм выводом первого размыкающего ключа и второй обкладкой накопитьельного О) конденсатора. со О) со