Интегратор Советский патент 1990 года по МПК G06G7/186 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в различных устройствах, например, при построении элек трических фильтров. Цель изобретения - повышение точности интегрирования. На чертеже представлена схема интегратора, Интегратор содержит операционньй усилитель 1, интегрирующий конденсатор 2, переключаемые ковденсаторы 3,4, накопительный конденсатор 5, ключи 6-12, Интегратор работает следующим образом. На вход интегратора подается напряжение U(t), подлежащееинтегрированию. На интервалах времени t пТ, пТ + -J ключи 6, 8, 11, 12 замкнуты, а ключи 7, 9 и 11 разомкнуты, При этом конденсатор 3 заряжается до входного напряжения y(t). Конденсаторы 4 и 5 разряжаются до нуля. Заряд, содержащийся в конденсаторе 2, остается без изменений, Обозначив напряжение на ковденсаторе 2 как x(t) исз() напряжение на выходе интегратора как y(t), запищем уравнения состояния для рассмат риваемых интервалов времени x(t) х(пТ) y(t) x(t) На интервалах времени + Т ч + пТ + Т J ключи 7 и 9 и ключ 10 замкнуты. При этом конденсатор 3 подключается к входу операционного усилителя 1, что обуславливает дозаряд конденсатора 2, Кроме того, входной сигнал U(t) интегратора чере емкостной делитель напряжения, обра зованньй конденсаторами 4 и 5, непо средственно действует на неинвертирующий вход операционного усилителя 1, что вызывает изменение напряжени на выходе операционного усилителя 1 и, соответственно, изменяет заряд конденсатора 2, Уравнения состояния для рассматриваемых интервалов времени будут: x(t)- х(пТ + -|-) + - и(пТ + Cj . ь -) + -pi U(t) г 0 y(t) x(t) Решая совместно уравнения состояния интегратора на рассмотренных интервалах времени в дискретном времени, запишем передаточную функцию устройства в Z-область С5 „. -1 „«, . .gi. Ц.5..,, Выбрав номиналы емкостей конденсаторов, исходя из условия -С 1 С4 получим требуемую передаточную функциюинтегратора .--г . H(z) . |-м:,- 4 что соответствует следующему реккуррентному соотношению в дискретном времени УП -Г + и(1)Ч и(2) + + ,,, + и(п-1) + - и(п), , т;е, интегратор реализует алгоритм численного интегрирования по методу трапеций. Таким образом, технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключаются в том, что существенно упростилось техническое решение, а также снизилась чувствительность характеристик устройства к изменению величин емкостей конденсаторов, устранились искажения фазовой характеристики интегратора, возникающие за счет задержки появления проинтегрированного входного сигнала на выходе устройства. Устранение обрыва обратной связи операционного усилителя, повысит устойчивость работы интегратора. Формула изобретения Интегратор, содержащий операционный усилитель, между инвертирующим

входом и выходом которого включен интегрирующий конденсатор, первый переключаемый конденсатор, первая обкладка которого через первый и второй ключи соединена соответственно с входом интегратора и шиной нулевого потенциала, а вторая обкладка через третий и четвертый ключи подключена соответственно к инвертирующему входу операционного усилителя и шине нулевого потенциала, второй переключаемый конденсатор, первая и вторая обкладки которого соответственно через пятый и шестой ключи соединены с шиной нулевого потенциала, причем первая обкладка второго переключаемого конденсатора соединена с выходом, седьмого ключа, отличающийся тем, что, с целью noBbmte ния точности интегрирования, в него введен накопительный конденсатор, включенный между шиной нулевого потешщала и второй обкладкой второго переключаемого конденсатора, соединенной с неинвертирующим входом операционного усилителя, а вход седмого ключа подключен к входу первого ключа, объединенные управлякяше входы второго, третьего, пятого и шестого ключей и объединенные управляющие входы первого, четвертогои седьмого ключей являются соответственно первыми и вторыми тактовыми входайи интегратора.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в различных устройствах, например в электрических фильтрах. Цель изобретения - повышение точности интегрирования. Интегратор содержит операционный усилитель 1, интегрирующий конденсатор 2, переключаемые конденсаторы 3, 4, накопительный конденсатор 5, ключи 6-11. В интеграторе образован канал прямой передачи входного сигнала на выход устройства, что позволило повысить точность интегрирования и устойчивость интегратора в работе. 1 ил.