Интегратор Советский патент 1992 года по МПК G06G7/186 

-г-ПНЧЛН

Использование1 интегрирование разности двух сигналов. Сущность изобретения: устройство содержит операционный усилитель 1, интегрирующие конденсаторы 2 и 3, масштабный резистор 4, алгебраический сумматор 5, переключатели 6 и 7, ключ 8 и блок синхронизации 9, Вход операционного усилителя 1 соединен с одними обкладками конденсаторов 2 и 3, а через резистор 4 и переключатель 7 - с первым и вторым входами интегратора. Выход операционного усилителя 1 через переключатель 6 соединен с другими обкладками конденсаторов 2 и 3. 1 ил

о ,

i-Л /

и-Х /

fax

со

С

---Г ИНЧПН L5

9

vj о Ьь о о

OJ

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и предназначено для длительного интегрирования разности двух сигналов.

Известен интегратор разности напря- жений, содержащий операционный усилитель, входы которого через резисторы подключены к источникам входных сигналов, выход через первый конденсатор соединен с его инвертирующим входом, а неинвертирующий вход через второй конденсатор подключен на землю (авт.св. № 387383, кл. G 06 G 7/18, 1971).

Недостатком этого интегратора является то, что он не обеспечивает компенсацию ошибки, связанной с дрейфом операционного усилителя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интегратор, содержащий кроме интегрирующего блока также усилитель сигнала ошибки и алгебраический сумматор, позволяющие выделить ошибку операции из выходного сигнала (авт.св N° 834714, кл. G 06 G 7/186, 1979).

Однако такой интегратор имеет недо- статочную точность интегрирования, связанную с возможным различием параметров интегрирующего и компенсирующего усилителей.

.Цель изобретения - повышение точно- сти интегрирования и расширение области применения интегратора за счет возможности интегрирования разности напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в интегратор, содержащий операционный усилитель, первый и второй интегрирующие конденсаторы, масштабный резистор, алгебраический сумматор, выход которого является выходом интегратора, а суммирующий и вычитающий входы соединены с первыми обкладками соответственно первого и второго интегрирующих конденсаторов, причем вторая обкладка первого конденсатора соединена с входом операционного усилителя и с первым выводом масштабного резистора, согласно изобретению, введены первый и второй переключатели, ключ и блок синхронизации, выход операционного усилителя через первый переключатель соединен со свободными об- кладками первого и второго интегрирующих конденсаторов, а второй вывод масштабного резистора через второй переключатель соединен с первым и вторым входами интегратора, причем управляющие входы пере- ключателей соединены с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого соединен с управляющим входом ключа, включенного между входом и выходом операционного усилителя.

На чертеже представлена электрическая схема интегратора.

Интегратор содержит операционный усилитель 1, интегрирующие конденсаторы 2 и 3, масштабный резистор 4, алгебраический сумматор 5, переключатели 6 и 7, ключ 8 и блок синхронизации 9.

Вход операционного усилителя 1, соединенный с вторыми обкладками интегрирующих конденсаторов 2 и 3, через резистор 4 и переключатель 7 поочередно подключается к первому и второму входам интегратора. Выход операционного усилителя 1 синхронно с входом через переключатель 6 поочередно соединяется с первыми обкладками конденсаторов 2 и 3, которые подключены к суммирующему и вычитающему входам алгебраического сумматора 5. Управление переключателями 6, 7 и ключом 8, расположенным между входом и выходом операционного усилителя 1, осуществляется блоком синхронизации 9.

Интегратор работает следующим образом. На первом выходе блока синхронизации 9, подключенном к переключателям 6 и 7, формируется последовательность прямоугольных импульсов со скважностью, равной двум, При наличии нулевого уровня напряжения на управляющих входах переключателей они оба находятся в верхнем положении. При этом сигнал с входа Вх.1 интегрируется операционным усилителем 1, в цепь обратной связи которого включен конденсатор 2.

При появлении единицы на выходе блока синхронизации 9 переключатели 6 и 7 переходят в нижнее положение, и второй входной сигнал с Вх.2 интегрируется операционным усилителем 1 с конденсатором 3 в цепи обратной связи. Конденсатор 2 в это время фиксирует первый выходной сигнал.

После возвращения ключей 6 и 7 в верхнее состояние (при появлении на их управляющих входах нулевого уровня напряжения) продолжается интегрирование сигнала с Вх.1 на конденсаторе 2, а конденсатор 3 фиксирует напряжение второго выходного сигнала.

Алгебраический сумматор 5 служит для получения разности между напряжением, обусловленным зарядом конденсатора 2, и напряжением, обусловленным зарядом конденсатора 3.

За время периода импульсной последовательности на конденсаторах 2 и 3 накапливается заряд как за счет интегрирования сигналов на Вх.1 и Вх2, так и за счет дрейфа, обусловленного операционным усилителем 1.

Поскольку выходной сигнал равен разности напряжений на конденсаторах 2 и 3, то в выходном сигнале ошибка дрейфа операционного усилителя 1 не содержится. Алгебраический сумматор 5 имеет коэффициент усиления, равный единице, и его собственный дрейф не вносит заметных погрешностей в выходной сигнал.

Для обеспечения высокой точности интегрирования частота импульсной последовательности блока синхронизации 9 должна быть значительно выше частоты переменной составляющей входных сигналов.

Ключ 8, управляемый с второго выхода блока синхронизации 9, предназначен для сброса напряжения на выходе интегратора по окончании заданного времени интегрирования.

Формула изобретения

Интегратор, содержащий операционный усилитель, первый и второй интегрирующие конденсаторы, масштабный резистор, алгебраический сумматор, выход которого является выходом интегратора, а суммирующий и вычитающий входы соединены с первыми обкладками соответственно первого и второго интегрирующих конденсаторов, вторая обкладка первого конденсатора

соединена с входом операционного усилителя и с первым выводом масштабного резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, за счет возможности

интегрирования разности напряжений, в него введены первый и второй переключатели, ключ и блок синхронизации, выход операционного усилителя через первый переключатель соединен со свободными обкладками первого и второго интегрирующих конденсаторов, а второй вывод масштабного резистора через второй переключатель соединен с первым и вторым входами интегратора, причем управляющие входы переключателей соединены с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого соединен с управляющим входом ключа, включенного между входом и выходом операционного усилителя.