Интегратор

Интегратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 748440

Союз Советсник

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву

I (22) Заявлено 290578 (21) 262263//18-24

/ с присоединением заявки № 51)М К„з

G 05 G 7/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1507.80, бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 15.0780 (53) УДК 681. ЗЗ5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. А. Завадский, Ю. П. Заика и К. Г. Самофалов

Киевский ордена Ленина политехнических институт имени 50-летия Великой Октябрьской социалистической еволю и (71) Заявитель (54) ИНТЕГРАТОР

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, а точнее к устройствам вычисления интегралов функций, представленных в виде электрических сигналов. 5

Известны интеграторы, построенные на основе электронных усилителей и двухполюсных элементов-активных и реактивных, включенных во входную цепь усилителя и цепь обратной свя 1 °

Недостатком таких устройств является невысокая точность выполнения операции, связанная с временным дрейфом выходного напряжения уси- 15 лителя.

° Известен интегратор с преобразованием сигнала, содержащий преобразователи напряжение-код и код-напряжение и цифровой накопитель сигна- 20 ла Ы

Недостатком известного интегратора с преобразованием сигнала является его сложность.

Наиболее близким по технической 25 сущности к предложенному является интегратор, содержащий усилитель и интегрирующий элемент (3) .

Эффект интегрирования в известном устройстве основан на хорошо извест- 3Р ной зависимости тока, протекающего через емкость, с напряжением, падающиМ на ней. Однако в известном устройстве значение интеграла входного напряжения зависит от параметров электричес. кой емкости — абсолютного значения емкости, временного и температурного дрейфа емкости, сопротивления утечки емкости и др., требуемые величины которых невозможно обеспечить, используя современную интегральную технологию.

Целью изобретения является повышение точности интегрирования.

Цель достигается тем, что в интеграторе, содержащем усилитель, выход которого является выходом интегратора, и интегриРующий элемент, интегрирующий элемент выполнен в виде сегнетопьезоэлектрической пластины, на одну поверхность которой нанесен электрод возбуждения, являющийся входом интегратора, параллельно которому с шагом, равным длине волны, возбуждаемой в сегнетопьезоэлектрической пластине, расположены электрически связанные между собой выходные электроды, подключенные ко входу усилителя, и электрод обратной связи, 748440 размещенный параллельно выходным электродам на расстоянии, равном расстоянию между выходными электродами, и подключенный к выходу усилителя, а на другую поверхность сегнетопьезоэлектрической пластины нанесен электрод, соединенный с шиной нулевого

1.отенциала.

На фиг. 1 показан интегрирующий элемент, в плане на фиг. 2 — его боковая проекция, на фиг. 3 — вид сзади.

10

Интегратор состоит из сегнетопьезоэлектрической пластины 1, на одну из поверхностей которой нанесен электрод возбуждения 2, являющийся входом интегратора. На ту же поверхность пластины 1 нанесены параллельно электроду 2 выходные электроды 3, электрически связанные между собой и подключенные к входу усилителя 4 20 электрического напряжения. На противоположную поверхность пластины 1 найесен электрод 5, соединенный с шиной нулевого потенциала, на одну поверхность пластины 1 с выходными 25 электродами 3 нанесен электрод обратной связи 6, подключенный к выходу усилителя 4. Материал пластины 1 в области перекрытия электродов 3, 2, 6 и 5 поляризован при изготовлении устройства и при эксплуатации поляризация не меняется. Пластина

1 в"сочетанйи с электродами 2, 3, 5, 6 образует интегрирующий элемент.

Интегрирование входного элек35 трического сигнала, представленного последовательностью дискретных отсчетов, происходит следующим образом. Входной электрический сигнал поступает на электрод возбуждения 2. 40

Вследствие обратного пьезоэффекта каждый дискретный отсчет возбуждает в пластине 1 механическую волну,. распространяющуюся в объеме пластины

1. Последовательность дискретных 45 отсчетов определяет формирование в объеме пластины 1 пакета механи-ческих волн. указанный пакет при - движении в пластине 1 проходит в областях, Заключенных между"выХод- - ными электродами 3 и электродом 5.

Вследствие прямого пьезоэффекта каждый выходной электрод 3 вместе с электродом 5 образует генератор тока, величина которого строго пропорциональна амплитуде механической волны, а, следовательно, и входного отсчета.

В момент времени t, íà S"âûõîäéûõ электродах будут наблюдаться сигналы, сдвинутые относительно 1; на время, обусловленное конечной скоростью 60 движения механической. волны от одного выходного электрода 3 к друго му . Ввиду того, что выходные электроды 3 электрически связаны между собой и подключены к входу усилите- 65 ля 4, на входе усилителя будет существовать сигнал

Е 8+ Л э (t)=a%2 к р1 w(<)cgt е где А1 — элементарная задержка между электродами 3, к - коэффициент, характеризующий двойное электромеханическое преобразование; Х вЂ” текущий дискретный отсчет входного сигнала.

Для случая, когда все дискретные отсчеты функции претерпели преоб-разование на выходных электродах 3, можно записать

n n-< (t)= 4 kX„-j (1)оЦ, j-o

Следовательно, преобразование механического пакета на последовательности электродов 3 приводит к формированию на входе усилителя 4 интеграла входной функции. На выходе усилителя сигнал описывается выражением

U(t)- и "в„, где к 1 — коэффициент усиления усилителя.

При подключении к выходу усилителя электрода 6 обратной связи, выходной сигнал равен вх ) выл . к к„

К4 ку кд™у где kq, К вЂ” коэФфициенты электромеханического преобразования выходных электродов и электрода обратной связи,U

0,1% в диапазоне температур — 50

+120 С. Кроме этого, предлагаемое о устройство может быть выполнено полностью с использованием интегральной технологии и обеспечить уменьшение по сравнению с интегратором на основе операционного усилителя

К 40УТ1 массы в 10-15 раз, потребляемой мощности в 2-3 раза.

Формула изобретения

Интегратор, содержащий усилитель, выход которого является выходом интегратора, и интегрирующий элемент, отличающийся тем, что, 748440

Составитель С. Белан.

Техред Я. Бирчак

Корректор Ю. Макаренко

Редактор H. Каменская

Заказ 4241/37 Тираж 751 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

" целью повышения точности интегрирования, интегрирующий элемент выполнен в виде сегнетопьезоэлектрической пластины, на одну поверхность которой нанесен электрод возбуждения, являющийся входом интегратора, парал- 5 лельно которому с шагом, равным длине волны, возбуждаемой сегнетопьезоэлектрической пластине, расположены электрически. связанные между собой выходные электроды, подключенные ко входу усилителя, и электрод обратной связи, размещенный параллельно выходным электродам на расстоянии, равном расстоянию между выходными электродами, и подключенный к выходу усилителя, а на другую поверхность сегнетопьезоэлектрической пластины нанесен электрод, соединенный с шиной нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Проектирование и применение операционных усилителей", под ред.

Дж. Грэма, Дж. Тоби и др. "Мир", М., 1974, с. 233-239.

2. Смолов В. Б. Аналоговые вычислительные машины, "Высшая школа", М., 1972, с. 181-182.

3. Смолов В. Б. Аналоговые вычислительные машины. "Высшая школа", М., 1972, с. 174-179 (прототип).