Аналоговый интегратор Советский патент 1987 года по МПК G06G7/186 

11

УсТр1Ч ;СТП(1 относится к П1Г10МЯТИКГ и ЛЫЧЛСЛ1ГГ( ТЧ У.КИКО, ПрОДП ЧЧИПчпно для а11пло1 ( иитр1 ри))оиплия ( финьтрлнии нижних частчгг ) олект ш- чоских сигнале и г-1ожет ис:1ол1) И)11 л- ться л ciicToi -iax автоматнчг ского упрп ления, H4MepH i c niiHoii тс-хиико и дру- г их для интегрир(1ппния с итмсняемой HtiCTosniHoft нрпмени (полосой нронуска ния )

IU-. (5ИИя яи. гяется iioni-i- пк нир точ1госги и унрлнчпнне диапазона изменения ПОСТОЯННО ПреМС И ИНте1 р р п) .

На мертежо родс- анденл н, схс-м; a iajioi-(uuii-o иьп егра- Tcjprt .

Аналог итпчм ратор содержит опера(ИС Ннь 1 ,п1 1 , 2 вторсм ; 3 ):e рь, 4 , 5 перс кдЮ Чатеде, HHTei-p ipy 0 p о гденсаТОрЫ 6, раЧВЯ-и Ла 1 и Г УС 1ЛИТСМ Ь 7.

11 фрОУ раПЛЯ(,Р pO-UiCTOphl 2 И 3

. л мас 1 тпб11ых реч сторах 8

ключа;; - , УПрауп-Я ВХОДМ ЯШ1ЯЮТСЯ У1 ра--М 5 И11ЦИМ входном (})Р у 1р;ав:-яем -.х ршис горой.

Блок и у 1р анлг 1 я СОДСР/1ТГГ дна

(.IHPP Н(ИОННЫХ . I П , ;i iajIO -O- а фрОГи)Г рСОбраНО и1ТГЛЬ 1 1 , Д ффСpo) |;оiiд,сi Сатор 12, рг пи:тор -,1 I Ч- 1 i . р азде: Итель Ь е

ДИОД.. 16 1 )Vno l i, рСЧИСТОр 17.

Oi:cpaiTiio hie у с.. 10 с мас- штабН1- М1 резист11рам1 13-15 и Д 1ог1а- ми 16 образую Олок 18 модуля .

ДиффС-реН и1р 1||: Й . ,е СаТОр I 2 с () б, 18

моду1 я оОрачует диф15)ерен ИрУ(1)111,уК1 - .) .

Рач вя:ил а 1111ий ус и И1Рль 7 годерХ( рС -31 с тор, 19 - 21 и

у СИ Г ;ч:л ii 22.

i t.ip pafio7;u-T с.чсдун11 1м образог;.

Bxo;u oii через Ui( ip«yHpaH. p((ip 2 i М 1 У ,1еТ а )С- О I 1 р ОН CJ -О 1 . ЗТОМ ВеЛИ1- 1На о 1родел. ;ара:и ел 1 М

ОДКЛ1ОЧС НеМ fu 3 И С ТС РО i 8 в COO ie етгпп; v/ KT /iii;. у , -vi OM значон1,ч Р ёзис ; iipoH и од у равле 1 (1Ире1 е 1,Ч1П С,Ч ре Ггу еГ-,М

зан с11мос | и И.1.. (.- - --11 -крем1 ни П1тег ратора О i;-:i 1,4. Г .1 HO-J ленст , 1а ,2

, НРИ НрОНОр ИОНаГ Ы10-ЛИ ТГ| Ч1(1М

у 1рандении дпоичнмм ( pii TIOС((1М ЧНЛЧРИИИ ТР 1 р(ру ЮИ1О Г(1 К()Цдг 1сатора л пара,,ном дноичном коде у))а е}П|;т ) з ачения сопротиштрН резисторов 8 НЛХС1ДИТЬСП

н нро 1ор июн чмьном отношении: 8 : 8, : 8j 1 :2:4. . .2 . oGecneче П я сохранения Пал пнсировки отшрл- циоН1кч о усилителя ри ичменемии вс- : 1чин1. Н фроупрандяемого резистора 2 ia неиннертиру|. входе н интег ра- тор ком енсирук) 1еиь, выно.чненная на нифроупрлнляемом резисторе 3 с рстисторагп В 8 , ,l1 и синхронно 1ерек; ючаем,ми с резнс орами 8|, 8, 8,... ocHODHoii . При -этом со1 ротирление на иннертирующем входе онер анионного уси- I всег,дп 1) сонротинлению на нс;ин ертирут ием рх(1де. Это обес- ечива(:т токои ( н.янря- 1 сме 1М1ня О1 ер;1нионного усилителя 1 и нк)по.яет расширить диана- 30) рег улировлния. При коэффиниенте о(ратной связи опгранионного усили- те-чя 1, рапном , на 1ряжение на его п,1ходе точно повторяет вход О-э,

Такой оперлционнот-о усиди- 1еля 1 обесг1 чи лет оддержан 1е в .чюПоГ: момент времени одинаковых напряжений на ко 1де саторах 6, нодключасм1,х к входу и онерационно- I o уснпителя I с помощью грунпы 5 аерск.тючатедей. При этом в каче.стве интегрирую Ц1Х 1снол1 зуются кон;;енса- Topi,, нодключснные к входу операционНО о ycMJHiTCHH 1 , а нерабочие в дан- момент конденсаторы подключены к в.ходу OHepaiHtoiHioro усилителя I в режиме повторителя, и нанрпжеиие на них точно нлнряжению на

рабочих конденсаторах. Это н обесне- г ивает коммута,ию конденсаторов нри Изменении 1 остоя1 ной времени интегрирования без скачков выходного на- 1ряжения. Величи1 а емкости

одк.- 1 1ченных К(М донсаторов 5 онре- д- ляе ся кодом у 1равления rpynHoi i 5 1ер(ключателе1, г1стунаю1цим от блока 4 унравде1Н1я. Па ример, нри нро- 1Орцион;1Д11Ном нежеспком изменении

дво 1чным кодом у равления постоянной времени емкости к()де 1саторов долж- н. имс ть соотно ен е 6 , : 6 т : 6 1, 1:2:4.,.2 ( 11остоя {ном сонроТИН е Н рСЗНСТОр, ),

Таким об1)лчог1, н митг i-p;jTope постоянную HpeN PHH интсг1)ир()и;1иия мож- Н1) рпгуяирорать атупоичлто -за счг-т iiitMeifoinisT как сопротигшсиий речнгто- роп 8, так и емкости конденсаторов 6 При этом, чадавая ра:)личныс ссзотно- 111ПНИЛ между сонро гиаченнсм ре: нсто- роь, а также между величиной I MKOCTH кондонсаторов, можно получат, различные законы изменения постоянной прс- мени в функции от кода у11равле ия. Так, ттри двоичном коде упряплеиия и одновременном пропорциональном изменении сонротивлениГ и емкостеГ двоичными рядами номнталов ностонннпк временм меняется нропорнион.-игьип квадрату значения кода К, т.е. , Г а при раздельном унраплении д;к)ичным кодом - только реэигторями JHi6o т n.ni, ко конденсаторами: L - К, возможно изменение постоянной В1)емени пропорционально двоичному ряду I : 2 : Д . . . при одновременном управлении и резисторами, и конденсаторами. Для зтого отношение резисторов и конденсаторов в рядах, должно быть как Г , а не 2. Возможны и друг ие законы злии- симости постоянной времени от кода. Использование различных закопг1Г1 - зависимостей постоянной времени от кода управления, при отсутстнии скачков напряжения в пропессе KoNiNT -г-ацни позволяет расширить функцио}1а 1ьные возможности интегратора.

При изменении постоянно интегрирования в зависимости от скорости изменения напряжешш на входе ингег- раторп выполняется дп(Х1ерендирование входного сигнала РС-цепью, состоящей из конденсатора 12 и входного сопротивления последующих цепей. Для обеспечения взятия nepBoii производной сигнала независимо от направления из мене}П5я после дифференцирующей цепи предусмотрен блок I8 выделения модул на операционных усилителях 10 с диодами 16. Выходное нанряжение блока выделения модуля преобразуется в параллельный двоичный код ангитого- иифровым преобразователем 11, управляющим цифроуправляемыми резисторами 2 и 3 и rpyniioit 5 переключателей.

Блок управления может управляться и от внешнего сигнала (положе1П{е 2 условного переключателя ). При пали- чии внешнего параллельного кода управления он может подаваться непосредственно на входы управления uni|)

0

Ь

Ь

о

роупр пил HO-fl IMlt )1( ЧИ I 1| .-) .1 и 5 II

rpynnoii пер(:к;1К1ч;г1 (Ч( II .

Игп(х п зо11 ;ние ,() ин 1 С )- рато11л позиоляет ряппиритт, диапачоп ичг- споиия П11С1 {)HHHOii времеш интегри- ропаппя по ciiaiiHcnnKi с регулиронъим то. п.ко pe ncinpa- iH за счет щчедения и коммутации дополнительных резисторов, Ш зноляющих кс гшснсирг вать ние ГОКОВ смещения операционного усилителя )ia выходное натгрижение путем олновремепного синхронного олин;1ко- пог(1 изменения резП1 тч1роп на неинвер- тпрую1(}м и инвертирующем входах, исключить скачки напряжения при комму- тлппи КлШдспсаторот за счет введения повторителя напряжения с коммутациеГ конденсаторов с его Р1) на вход п обратно, что исключает ошибки н П(Л ерю сигнала в с.лсидящих системах; обеспечить упрапление постоянной интсч рировапия :;арял:те1тьпым двоичным кодом, что позволяет осуществить управление от цифронмх упраапяюш|1х ycTpoficTB - ЭВМ, микропроцессоров и г.п. Кроме того, можно изменять за- К(1Н)1 зависимости посто пп1ой времени интсгриро} а1П{я в от кода управления,

Ф о р м у л а изобретения

Аналог 1вый Hirroi-paTop, содержании oriepaimoHHbiii усилитель, первый пифроуправ. резистор, один из выводов которсч о инляется входом ин- тег ратора, д)1угой вылод подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, а упрат чяю1:1,п11 вход соединен с ВЫХОДС5М блока управления, интегрирующий конденсатор, первый вывод которог(5 подключен к шине нулевого нотенпиала, о т л и ч а ю - щ и 11 с я тем, чт(з, с целью поиы- шспия точности п paci inpoiuiH диапазона измене1П)я n;u-.T(4iiHoii времени интегриров;ип1я, в пего введены раз- вяз1лиающи1 1 усилитель, пт1фой пифро- упрапляемый резпстсф , группа переклю- чателе п доп1,1Л)П1толы1Ь е интег рируш- щие конденсаторы, первые 11ыходы которых соединены г, i ;;i:ioi i ну;1евог(5 глл снциалл , BTopf.ie лмнод.; основного и дополнптель:.1х Г))ирующиX конденсаторов подклю и П, к переключающему контакту соотвстстпушиего пере- ключате,ля группы, ,1клн1ч;и М1.1е контакты которых соелппснг- с пниертп513Д8864 .о

руюгаим входом и выходом опсраниомио-динен с иходом аигиюгопого имтстфяго усилителя, управляющие входа пере-тора, а блок управления содержит

ключателей группы связаны с выходомдифференцирующий конденсатор, аиалоблока управления, соедгтненным сго-цифровой преобразователь и блок

управляюгщм входом второго пифро-выделения модуля, пход которого чеуправляемого резистора, включенногорез дифференцирующий конденсатор подмежду инвертирующим входом и выходомключей к входу блока управления, а

операционного усилителя, подключен-выход соединен с входом аналого-циф

ньгм к входу развязывающего усилителя, юрового преобразователя, выход которовыход которого является выходом ин-го является выходом блока управтегратора, вход блока управления сое-ления.

Изобретение относится к антома- тике и вычислительно и предназначено для интегр1 ронан 1я элек1 ри -ничч их CHiHiL io;. Цель изобретс1 я - точност, paciii;rpeH ie диа- na;u)na пменеиия цостоялно времени и}ггегр роца1И я. Лна.чогслрм ичтеграТОр СОДСр/ЖИТ ОНер.ЧЦИОИНИ у С ИЛ 1ТеЛЬ 1, и второй цифроунравляемые резисторы 2 и 3, управления 4, группу 1ерекл очателе11 5, интегрирукг- иие конденсаторь 6 i развятываюц ус 1:1Я гсль 7. Лналогорый интегратор 1юзч -|яе1 и менять псн;тоян 1ую времени 1тегрирона1 ия в широких пределах за счет изменения как сопротивлениГ )p( управляеьолх резисторов 2 и 3, так и ем1:ости кондсясяторов О, реализуя :ipn этом различнме законы зме- 1С Ния постоянной време1ги от кода управления . ,п. (Л -|1гр) о-1I1 по уп }а ленйй со 4; ОО с о 4