Интегратор с динамической коррекцией смещения нуля Советский патент 1992 года по МПК G06G7/186 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться, в частности, в электроизмерительной технике.

Известны интеграторы на основе операционного усилителя (ОУ) (Гутни-. ков B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Изд., 2-е, перераб. и дополн. -Л.: Энерго- атомиздат, 1988, с. 93-94, 277-289), недостатком которых является наличие погрешности от интегрирования смещения нулевого уровня используемого ОУ.

Наиболее близким к предлагаемому является интегратор, содержащий интегрирующий ОУ и фильтр постоянной составляющей (ФПС), включающий в себя

дополнительный ОУ и две КС-цепи (Авт.св. СССР № 1105903, кл. G 06 G 7/186, 1984).

Этот интегратор позволяет повысить точность интегрирования вследствие введения отрицательной обратной евя-. зи (ООС) по постоянному напряжению через ФПС, что уменьшает эффект ин- тегрирования смещения нуля ОУ. Однако эта ООС существенно увеличивает длительность переходного процесса (инерционность интегратора), так как погрешности интегрирования уменьшаются лишь при увеличении постоянных времени RC-цепёй в ФПС, причем в таком интеграторе возможен неустойчивый режим работы.

О

ел

J1716547

Цель изобретения - снижение инерционности и повышение устойчивости интегратора.

Поставленная цель достигается тем, что в интегратор, содержащий интегрирующий операционный усилитель (ОУ), выход которого соединен со входом t ФПСу введены усилитель постоянной составляющей (УПС), первый, второй, третий балансировочные резисторы, реле напряжения, причем обмотка реле через УПС подключена к выходу ФПС, первый, второй и третий балансировочные резисторы соединены последова-} 5 Т0ков и напряжения смещения было ми10

щения нуля ОУ, которое, обусловлено напряжением смещения и входными тока ми этого ОУ. Для уменьшения этого эф фекта современные ОУ имеют выводы ба лансировки, между которыми включаетс подстроечный резистор, а его средняя точка подключается к выводу источник питания. Роль этого резистора выполняют первый 4, второй 5, третий 6 ба лансировочные резисторы. Соотношение сопротивлений этих резисторов (соответственно R4, R, Rg) выбирается таким образом, чтобы влияние входных

тельио. и включены между выводами балансировки интегрирующего ОУ, контакты реле включены параллельно второму резистору, а точка соединения второго и третьего резисторов подключена к выводу источника питания интегрирующего ОУ.

Существенным отличием предлагаемого интегратора от известных устройств введение в схему УПС, балансировочных рези.сторов и реле напряжения, что позволяет осуществить динамическую коррекцию нулевого уровня интегрирующего ОУ.

На чертеже представлена схема интегратора .

Интегратор содержит интегрирующий ОУ 1, фильтр 2 постоянной составляющей, усилитель 3 постоянной составляющей, первый 4, второй 5, третий 6 балансировочные резисторы, реле напряжения 7.

Выход интегрирующего ОУ 1 через ФПС 2 и УПС 3 соединен с обмоткой Р1 реле 7. Первый 4, второй 5, третий 6 балансировочные резисторы соединены последовательно и включены между выводами балансировки (а и б) интегрирующего ОУ 1, точка соединения второго 5 и третьего 6 резисторов подключены к выводу питания ипит интегриЮ

15

30

35

40

5

рующего ОУ 1. Контакты К1 реле 7 включены параллельно второму резистору 5. Вход и выход интегрирующего ОУ 1 являются соответственно входом и выходом интегратора. ,50

Устройство работает следующим образом. Переменное входное напряжение поступает на вход интегратора, причем параметры интегрирования определяются сопротивлением резистора R0 и 55

емкостью конденсатора С0. Наряду с интегрированием полезного сигнала .происходит также интегрирование сменимальным, т.е. производится балансировка интегрирующего ОУ 1 при разомкт нутых контактах реле 7. После предварительной балансировки ОУ вследствие дрейфа смещения нуля на выходе интегратора будет происходить медленное накопление паразитного напряжения Unap. Это напряжение, усиленное.УПС 3, приводит к срабатыванию реле 7 и замыканию контакта К1, который шунтирует резистор 5. После этого происходит небольшая разбалансировка интегрирующего ОУ1 таким образом, что напряжение ипар начинает уменьшаться и при достижении порога отпускания реле 7 контакта К1 размыкается и процесс повторяется. Паразитное напряжение имеет один знак и ограничено значением U.cp/-k, где U ер напряжение срабатывания, реле, К - коэффициент усиления УПС 3. При соответствующем значении коэффициента К паразитное напряжение U Мп имеет малое значение. Для правильной работы устройства необходимо, чтобы при разомкнутом и замкнутом состояниях контактов реле 7 на выходе интегрирующего ОУ происходило накопление напряжений разных знаков, что обеспечивается выбором соотношения балансировочных резисторов при предварительной настройке.

Таким образом, в предлагаемом интеграторе осуществлена динамическая коррекция смещения нуля ОУ, причем отсутствие обратной связи на входе интегратора позволяет повысить быстродействие и устойчивость устройства по сравнению с известными решениями.

Ф о р мул а из о б р е

тения

Интегратор с динамической коррекцией смещения нуля., содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход

Т0ков и напряжения смещения было ми

щения нуля ОУ, которое, обусловлено напряжением смещения и входными токами этого ОУ. Для уменьшения этого эффекта современные ОУ имеют выводы балансировки, между которыми включается подстроечный резистор, а его средняя точка подключается к выводу источника питания. Роль этого резистора выполняют первый 4, второй 5, третий 6 балансировочные резисторы. Соотношение сопротивлений этих резисторов (соответственно R4, R, Rg) выбирается таким образом, чтобы влияние входных

Т0ков и напряжения смещения было ми

5

0

5

0

5

0

5

нимальным, т.е. производится балансировка интегрирующего ОУ 1 при разомкт нутых контактах реле 7. После предварительной балансировки ОУ вследствие дрейфа смещения нуля на выходе интегратора будет происходить медленное накопление паразитного напряжения Unap. Это напряжение, усиленное.УПС 3, приводит к срабатыванию реле 7 и замыканию контакта К1, который шунтирует резистор 5. После этого происходит небольшая разбалансировка интегрирующего ОУ1 таким образом, что напряжение ипар начинает уменьшаться и при достижении порога отпускания реле 7 контакта К1 размыкается и процесс повторяется. Паразитное напряжение имеет один знак и ограничено значением U.cp/-k, где U ер напряжение срабатывания, реле, К - коэффициент усиления УПС 3. При соответствующем значении коэффициента К паразитное напряжение U Мп имеет малое значение. Для правильной работы устройства необходимо, чтобы при разомкнутом и замкнутом состояниях контактов реле 7 на выходе интегрирующего ОУ происходило накопление напряжений разных знаков, что обеспечивается выбором соотношения балансировочных резисторов при предварительной настройке.

Таким образом, в предлагаемом интеграторе осуществлена динамическая коррекция смещения нуля ОУ, причем отсутствие обратной связи на входе интегратора позволяет повысить быстродействие и устойчивость устройства по сравнению с известными решениями.

Ф о р мул а из о б р е

тения

Интегратор с динамической коррекцией смещения нуля., содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход

А/Г.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться в электроизмерительной технике. Цель изобретения снижение инерционности и повышение устойчивости. Интегратор содержит интегрирующий операционный усилитель 1, к выходу которого подсоединен фильтр 2 постоянной составляющей. Между выводами балансировки ОУ цключены три последовательно соединенных балансировочных резистора. Для достижения указанной цели напряжение с выхода фПС через усилитель постоянной составляющей подано на обмотку реле на-1 пряжения. Контакты реле включены параллельно одному из трех балансировочных резисторов. При замыкании контактов происходит накопление на выходе ОУ паразитного напряжения другого знака, нежели при размыкании, чем и достигается его ограничение. 1 ил. г сл