ИНТЕГРАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1974 года по МПК G06G7/184 

1

Изобретение может найти ирименение в измерительной технике, когда необходимо иметь выходной сигнал, пропорциональный интегральному значению входного переменного сигнала.

Существуюш,ие интеграторы переменного напряжения часто не обеспечивают необходимой точности и быстродействия интегрирования в сочетании с высоким уровнем выходного сигнала в виде постоянного напряжения, что объясняется спецификой интегрирования переменного сигнала за малое время.

С целью повышения точности и быстродействия устройства в интегратор введены два токостабилизирующих двухполюсника на транзисторах, между базой и эмиттером каждого из которых включены последовательно источник постоянного напряжения, вторичная обмотка трансформатора и времязадающий резистор, коллектор одного транзистора подключен к интегрирующему конденсатору непосредственно, а другого - через ключ.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Интегратор содержит: интегрирующий конденсатор 1, токостабилизирующие двухполюсники 2, 3, состоящие из транзисторов 4, 5, времязадающих резисторов б, 7 и вторичных обмоток 8, 9 входного трансформатора 10, источники постоянных напряжений 11 -14 и

ключи 15, 16, управляющие работой интегратора.

Интегратор представляет собой два токостабилизирующих двухполюсника 2, 3, выполненных на транзисторах 4, 5, которые заряжают одну и ту же интегрирующую емкость 1.

Интегрирование входного сигнала происходит за время, равное половине периода входного напряжения, к концу которого на емкости 1 запоминается напряжение, пропорциональное интегральному значению исследуемого сигнала.

Работа интегратора протекает следующим образом.

Замыканием ключа 15 производится разряд интегрирующего конденсатора 1, после чего на половину периода входного напряжения конденсатор 1 через ключ 16 подключается в непь токостабилизаторов 2 и 3.

В течение указанного полупериода, когда ключ 15 разомкнут, а ключ 16 замкнут, происходит интегрирование входного синусоидального сигнала. По окончании интегрирующего полупериода ключ 16 размыкается и на конденсаторе 1 запоминается напряжение, пропорциональное интегралу входного сигнала. В таком состоянии схема остается до следующего цикла измерения, когда конденсатор 1 виовь разрядится через ключ 15 и произойдет иовый цикл преобразования. Цикличность преобразования и порядок работы ключей обеспечивается специальиым устройством управления. За время интегрирования емкость 1 заряжается выходным током /1 токостабилизатора, выполненного на транзисторе 4, и разряжается током /2 токостабилизатора, выполненного на транзисторе 5. Для токов /1 и /2 можно записать: , -Ь f/M sin at - f/бэ, 1 г UdKi ii - y-iг KOi -i-;; , 2 - Ум sin wt - U63, , ,, I-, - я,г ко, r коэффициенты усиления по OTI и as току транзисторов 4 и 5; t/M и и - амплитуда и круговая частота интегрируемого на пряжения; f/бэ, и , - напряжения на смещенных в прямом направлении эмиттерныхпереходах транзисторов 4 и 5; /ко, и /ко, -тепловые токи транзисторов 4 и 5; f/6Ki и и(,к, - напряжения на коллекторных переходах транзисторов 4 и 5; Гк, и Гк, - сопротивления коллектортранзистоного перехода ров 4 и 5. Для выходного напряжения схемы Ь,„,р можно записать: (3) 40 (l,, где С - емкость интегрирующего конденсатора, 7 - -период входного напряжения. Если добиться равенства нулю выходного напряжения при , то, пользуясь выражениями (l)-f-(3) для /1-/2, можно записать: /.-/.-f«.|i--«l- - + /Ko.+ RI бк. . Q / +/ко.+ 45 50 При выполнении равенства (4) постоянные составляющие токов А и /2 токостабилизирующих двухполюсников будут равны и не будут давать составляющей в выходном сигнале интегратора. В случае такой настройки схемы для вых можно получить следующее выражение: 6М sin at .4/м sin (at + z:; Откуда окончательно для . можно записать: j4i а, I, С/, обозначить постоянную величину 1 / ., через k, то 11 - Ь - : где /-частота исследуемого сигнала. Из последнего выражения видно, что выходное напряжение пропорционально отнощеПИЮ амплитуды к частоте входного напряжеПредмет изобретения Интегратор переменного напряжения, содержащий интегрирующий конденсатор, входной трансформатор, источники постоянных напряжений и ключи, один из которых подключен параллельно интегрирующему конденсатору, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности и быстродействия интегратора, он содерлсит два токостабилизирующих двухполюсника на транзисторах, между базой и эмиттером каждого из которых включены последовательно источник постоянного напряжения, вторичная обмотка трансформатора и времязадающий резистор, коллектор одного транзистора подключен к интегрирующему конденсатору непосредственно, а другои - через ключ.

L .