Интегратор Советский патент 1981 года по МПК G06G7/184 

(54) ИНТЕГРАТОР

Изобретение относится к аналоговой вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для определения величины интеграла от амплитуды сигнала во времени в различных измерительных устройствах Известен интегратор 11, который содержит RC-цепочку, состоящую из конденсатора и резистора. Конденсатор RC-цепочки через диод соединен с общей шиной. Параллельно конденсатору включен переход коллекторэмиттер транзистора. Между коллектором и базой транзистора включен резистор обратной связи. Недостаток интегратора состоит в том, что при интегрировании импуль ных сигналов малой амплитуды вносится значительная погрешность за счет нелинейности вольт-амперной характеристики диода на начальном участке. Известен интегратор 2, который содержит токозадающий транзистор, зарядную емкость и разрядный транзис тор. Недостатком интегратора является невозможность интегрирования сигналов амплитудой, меньшей, чем зна чение напр.тжпии : питания, так как при входном нлирмжеини, меньшем напряжения пигания, ri) заперт Наиболее близким по технической сущности к изобретению является интегратор функции з, который состоит из двух токозсщающих транзисторов с различным типом проводимости и интегрирующей емкости. Транзисторы соединены по постоянному току последовательно, а по переменному параллельно. Недостатком такого интегратора является значительная нелинейность интегрирования сгналов малой амплитуды. Целью изобретения является расширение динамического диапазона интегрируемых сигналов в сторону малых амплитуд за счет уменьшения погрешности интегрирования сигналов малой амплитуды. Поставленная цель достигается тем, что в интегратсЗр, содержащий токозадающий транзистор, интегрирующий конденсатор, разделительный конденсатор и резисторы, введены эмиттерный повторитель, тококомпенсирующий каскад, разделительный диод и дополнительный разделительный конденсатор, включенный между базой токозадающего транзистора и шиной нулевого потенциала. Эмиттер токозадающего транзистора через масштабный резистор соединен с выходом эмиттерного повторителя, вход которого через раз делительный конденсатор подключен к входной шине интегратора. Коллектор токозадающего транзистора через ограничивающий резистор соединен с его базой и через разделительный диод с первой обкладкой интегрирующего конденсатооа, вторая обклад1са которого подключена к шине нулевого потенциала, а тококомпенсирующий каскад вклю чен между коллектором токозадающего транзистора и минусовой шиной источника питания. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема интегратора. Интегратор содержит эмиттерный повторитель 1, собранный на транзисторе 2 и резисторах 3-5. К выходу повторителя через масштабный резистор 6 подключен эмиттер токозадающего транзистора 7, база которого через разделительный конденсатор 8 сое динена с шиной нулевого потенциала, а через ограничивающий резистор 9 с коллектором. Коллектор транзистора соединен с тококомпенсирующим каскадом 10, собранным на транзисторе 11, резисторах 12, 13 и стабилитроне 14, и через разделительный диод 15 с интегрирующим конденсатором 16. Вход ная шина через разделительный конденсатор 17 соединена с входом эмит терного повторителя 1. Интегратор работает следующим об разом. Токозадающий транзистор 7 при от сутствии сигнала открыт, а его рабо чая точка задается величиной напряж ния смещения, формируемого с помощь делителя на резисторах 3, 4 и величиной .сопротивления резистора 9. То коллектора транзистора 7 при отсутс вии входного сигнала компенсируется с помощью транзистора 11, так как в противном случае этот ток будет з ряжать через диод 15 конденсатор 16 Цепочка из стабилитрона 14 и резистора 12 задает рабочую точку -транзи тора 11. Ток компенсации регулирует ся резистором 13. Входной сигнал че рез конденсатор 17 поступает на вхо и эмиттерный повторитель 1, с выхода которого поступает через резисто 6 на эмиттер транзистора 7. Конденс тор 8 создает цепь управления транзистором 7 по переменному току. Покольку ток коллектора транзистора 7, аряжающий конденсатор 16 через диод 5, пропорционален входному сигналу, о напряжение на этом конденсаторе удет пропорционально интегралу входого сигнала по времени. Диод 15 не ает возможности разряжаться конденатору 16 через открытый транзистор 1. Поскольку транзистор 7 в исходом состоянии открыт и работает на инейном участке входной характеристи и, интегратор позволяет линейно инегрировать сигналы малой амплитуды, величина которой определяется коэфициентом передачи схемы, зависящим от величины сопротивления масштабного резистора б. Формула изобретения Интегратор, содержащий токозадающий транзистор, интегрирующий конден сатор и резисторы, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона интегрируемых сигналов в сторону малых амплитуд, в него введены эмиттерный повторитель, тококомпенсирующий каскад, разделительный диод и разделительный конденсатор, включенный между базой токозадающего транзистора и шиной нулевого потенциала, эмиттер токозадающего транзистора через масштабный резистор соединен с выходом эмиттерного повторителя, вход которого через разделительный конденсатор подключен к входной шине интегратора, коллектор токозадающего транзистора через ограничивающий резистор соединен с его базой и через разделительный диод с первой обкладкой интегрирующего конденсатора, вторая обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, а тококомпенсирующий каскад включен между коллектором токозадающего транзистора и минусовой шиной источника питания. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 433630, кл. Н 03 К 5/129, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 572794, кл. G 06 G 7/18, 1975. 3.Авторское свидетельство СССР If 192498, кл. G 06 G 7/18, 1967 (прототип) .