Интегратор
Иллюстрации
Реферат
Союз Советсних
Социалистических
Республик н»641462 (61) Дополнительное к авт. свил ву (22) Заявлено 04.01.76(21) 2308428/18-23. (51) М. Кл.
506 (л 7/18//
///Н 03 К 13/20 с присоединением заявки №Государствеииый каметет ссср ео делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опублнковано05.01.79.Бюллетень ¹ Х
Дата опубликования описания 07.0т 7р (53) УДК 621.325 (088.8} (72) Авторы изобретения..М. С. Белицкая и Л. H. Волков
Научно-исследовательский институт постоянн (71) Заявитель (54) ИНТЕГРАТОР
Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может быть использовано в. измерительных приборах и счетнс -решающих устройствах.
Известен интегратор, операционный усилитель, ключи, триггер и блокинг-ге- нераторы (1).
Недостатком данного интегратора является высокая погрешность его работы.
Более совершенным является интегратор, содержащий ключи, пороговый элемент, счетчик, логическое устройство и генераторы, тактовых импульс ов (2).
Недостатком известного интегратора является ограниченность его функциональных возможностей.
Цель предлагаемого изобретения— расширение функциональных возможностей интегратора.
Для этого в интегратор, содержащий генераторы тока, ключи, например, диоды, интегрирующий конденсатор, генератор тактовых импульсов, пороговый элемент, источник эталонного напряжения и источник питания, введен дополнительный интегрирующий конденсатор, причем входы первого генератора тока соединены с выходами второго соответственно через первый и второй, третий и четвертый диоды, пятый и шестой диоды вклю» чены встречно между входами первого генератора тока, седьмой и восьмоймежду выходами второго генератора тока, ко входам которого подключен источтВ ник эталонного напряжения, а точки соединения пятого и шестого, седьмого и восьмого диодов объединены и подсоединены к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которотБ го подключен к первому входу порогового элемента, второй и третий входы которого подключены к выходам второго генератора тока, интегрируюший конденсатор подключен к точкам соединения первого и второго диодов, дополните ный интегрирующий конденсатор — к точкам соединения третьего и четвертого диодов, а на вход первого генератора
641462
20 тока подано интегрируемое напряжение и напряжение источника питания.
На. чертеже дана структурная эпект рическая схема предлагаемого интегратораОн состоит из двух генераторов 1 и
2 стабильного тока, диодов 3-10, интегрирующих конденсаторов 11 и 12, интегрирующего 13 и.управляющего 14 входов, выхода 15, генератора 16 тактовых импульсов и порогового элемента 17 с входами 18, 19 и 20.
Входы генератора 1 через диоды 3, 4 и 5, 6 соединены с выходами генератора 2. Между входами генератора 1 и выходами генератора 2 включены встречно диоды соответственно 7, 8 и 9, 10.
Точки соединения диодов 7, 8 и 9, 10 объединены к образуют управляющий вход интегратора, который подключен к первому выходу генератора 16. Второй выход генератора 16 соединен с первыМ. входом элемента 17, второй и третий входы которого подключены к выходам генератора 2, Ко входу этого генератора через.потенпиометр подано эталонное напряжение, Между точками соединения диодов 3, 4 и 5 6 и общей шиной вклю чены интегрирующие конденсаторы 11 и 12 соответственно. Интегрируемое напряжение подано на вход генератора
1 тока, куда подключен также минус источника питания. Выход порогового элемента 17 образует выход 15 интеко ратора
Схема работает следующим образом.
При поступлении с генератора 16 тактовых импульсов отрицательного управляющего импульса на вход 14 интегратора независимо от величины и знака сигнала, действующего на его интегрирующем входе 13, диоды 7, 8 и.4, 6 не проводят, а диоды 9, 10 и 3, 5 проводят, При этом одновременно шунтируются оба выхода генератора 2 тока, а конденсаторы 11 и 12 подключаются ко входам генератора 1 тока, стабильными токами I4 и I,êoòoðoro начинается заряд упомяйутых конденсаторов.
Заряд конденсаторов 11 и 12 длится в течение времени Т, задаваемого генератором 16, Значение .токов I„и I соответственно равны 4 = 4о Вх ° 4я= о — e, ° где 1 - ток пропорциональный напряжению источника О исХ, I> — напряжение входного сигнала
Us
Если У0д = О, то заряд конденсаторов 11 и 12 протекает с одинаковой скоростью и эа время Т напряжение на обоих конденсаторах достигнет одинакового уровня, При U gy, P 0 скорость заряда конденсаторов различна и конечный уровень напряжения на них неодинаков. В момент, соответствующий окончанию .иььnyabca Т, на вход 14 интегратора с генератора 16 начинает поступать положительное напряжение. При этом диоды
7,8и4,6проводят,а9, 10и3,5 не проводят, что обуславливает прекращение заряда интегрирующих конденсаторов
11, 12 токами I4 и I . Разность конечных уровней напряжения на конденсаторах 11 и 12, полученная в результате заряда их токами 1 и I2 . пройорциональна величине входного напряжения.
В момент заканчивается первый и начинается второй такт интегрирования,во время которого оба конденсатора разряжаются одинаковыми стабильными токами генератора 2, пропорциональными напряжению эталонного источника .U . Разряд обоих конденсаторов происходит до одного и того же уровня, заданного исто . ником опорного напряжения 0 порогового элемента 17. Время разряда конденсаторов до опорного напряжения раз лично, так как одинаковой скорости разряда конденсаторов исходные уровни напряжения на них (конечные в конце первого такта) из-за наличия О т,, неодинаковы. Первым с опорным сравнивается напряжение конденсатора, имеющего меньшее по величине исходное напряжение {в нашем случае конденсатора 11, сравнение происходит на входе 19 элемента 17), вторым- имеющего большое значение исходного напряжения (т.е. конденсатора 12). Порядок сравнения напряжений на .конденсаторах зависит от полярности входного напряжения. Причем при любой полярности Цэ„на выходе интегратора формируется отрицательный импульс, длительность которого Т> равна разности между временами разряда первого 11 и второго 12 интегрирующих конденсаторов.
Разность Т = Т - Tg пропорциоИ нальна входному напряжению 0 . Пооле второго сравнения импульсом, поступающим с генератора 16 на вход 20 порогового элемента 17, последний возвращается в исходное состояние. Налее цикл повторяется.
641462
Предлагаемый интегратор обладает следующими важными свойствами.
1. Интервал Ти, служащий мерой измеряемой величины, не зависит от дрейфа нулевого уровня интегратора и порогового устройства, в том числе, величины опорного напряжения и стабильности источника О с, которые могут ис изменяться под действием климатических условий и времени, 2. Благодаря симметричному входу и симметричной схеме интегратор обл дает высокой помехоустойчивостью. Работа интегратора не зависит от полярности входного сигнала. Смена полярности входного сигнала не требует переключения входных цепей.
3. Симметричный выход схемы на пороговое устройство исключает влияние на погрешность интегрирования нелинейности пикообразных напряжений на конденсаторах 11 и 12, возникающий изза нагрузки конденсаторов токами в про ! цессе сравнения их напряжений с опорным. 4. Запаздывание ключей при переключении режима интегрирования измеряемого напряжения на режим интегрирования эталонного напряжения, не влияет на конечный результат, так как длительность выходного сигнала начинает формироваться после окончания режима переключенияи я.
5. Настройка интегратора проста (потенциометр на входе генератора 2) °
6, Схема обладает высокой технологичностью, так как и качестве генераторов 1 и 2 тока используются транзисторные, а в качестве ключей- диодные сборки в интегральном исполнении.
7. Схема не требует температурной стаб ил изаци и.
Формула из обретения
Интегратор, с одержащий генераторы тока, ключи, например, диоды, интегрирующий конденсатор, генератор тактовых импульсов, пороговый элемент, источник эталонного напряжения и источник питания, отличающийся тем, что, с целью расширения функцио10 нальных возможностей, в него введен дополнительный интегрирующий конденсатор, входы первого генератора тока соединены с выходами второго через первый и второй, третий и четвертый диоды, 15 пятый и шестой диоды включены встречно между входами первого генератора тока, седьмой и восьмой — между вых дами второго генератора тока, ко входам которого подключен источник эт 20 лонного напряжения, а точки соединения пятого и шестого, седьмого и восьмого диодов объединены и подсоединены к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого подклю25 чен к первому входу порогового элемента, второй и третий входы которого подключены к выходам второго генератора тока, интегрирующий конденсатор подключен к точкам соединения первого и второго диодов, дополнительный интегрирующий конденсатор - к точкам соединения третьего и четвертого диодов, а на вход первого генератора тока подано интегрируемое напряжение и напряжение источника питания.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР, М 116178, кл. Н 03 К 13/20, 4о 31.07.63.
2. Авторское свидетельство СССР
l4 229034, кл. Н 03 К 13/20, . 08.06.67.
64 1462
Составитель М. Аудринг
Техред Н. Андрейчук
КоРРектоР А. Гриценко
Редактор Б» Павлов
Филиал ППП «Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 7515/45 Тираж 773 П одиисн ое
UHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035е Москвае Ж-Э5, Раушская наб„д, 4/5