Устройство для интегрирования сигнала

СООЭ СОВЕТСКИХсОцИАлистическихРЕСПУБЛИК 19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕПЬСТВ Н АВТОРСКОМУ У 0 ордена Ленинарасного Знаменжелезнодорожн и ого й, В.М.) СР 84 идетельство 06 С 7/186,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИй И ОТКРЫТ. дена Трудового Кститут инженеровтранспорта(57) Изобретение относится к области вычислительной и измерительнойтехники и может быть использованодля интегрирования электрическихсигналов. Цель изобретения состоитв повышении точности интегрирования электрических сигналов в течение длительных интервалов времени. Уст-. ройство содержит генератор тактовых импульсов,-два дифференциальных операционных усилителя, сумматор, два пороговых элемента, источник разно- полярных напряжений, переключатели, два интегрирующих конденсатора,масштабные резисторы и две пары ключей. Достижение поставленной цели обес-: печено благодаря введению в устройство двух пар ключей, пятого и шестого масштабных резисторов, источника разнополярных напряжений и двух пороговых элементов, а также благоФ даря новым связям между дополнительно введенными элементами, позволяющим исключить вхождение операционных усилителей в насыщение за счет дрейфовой составляющейИзобретение - дополнительное к авт.св. Р 1201853. 1 ил10 15 20 25 ЗО 35 40 45 При появлении единицы на выходе генератора 4 импульсов переключатели 11-14 переходят в положение "2". В этот момент на конденсаторе 5 присутствует напряжение, имеющее две составляющие: одна обусловлена наличием входного напряжения и его интегрированием за время, равное длительности паузы на выходе генератора 4, другая - наличием дрейфа на выходе операционного усилителя 1 за это же время, На конденсаторе 6 присутствует напряжение, обусловленное лишь дрейфом на выходе операционного усилителя 2.Во время импульса на выходе генератора 4 переключатели 11-14 находятся в состоянии "2" и входной сигнал интегрируется операционным усили 50 55 Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике иможет быть использовано дня интегрирования электрических сигналов.Цель изобретения - повышение точности интегрирования в течение длительных интервалов времени.На чертеже приведена схема устройства,Устройство содержит операционныедифференциальные усилители 1 и 2,сумматор 3, генератор 4 тактовых импульсов, первый и второй интегрирующие конденсаторы 5 и 6, первый"четвертый масштабные резисторы 7-10,четыре переключателя 11-14, двепары ключей 15, 16 и 17, 18, пороговыеэлементы 19,20, источник 21 разнополярных напряжений, пятый 22 и шестой23 масштабные резисторы,Операционные усилители 1 и 2 синтегрирующими конденсаторами 5, 6и масштабными резисторами 9, 10 образуют интеграторы.Устройство для интегрированиясигнала работает следующим образом.Генератор 4 тактовых импульсов выдает импульсную последовательностьсо скважностью, равной двум. При на личии нулевого уровня напряжения навыходе генератора 4 переключатели11-14 находятся в первом положении.При этом входной сигнал интегрируется операционным усилителем 1, вцепь обратной связи которого включенконденсатор 5. Конденсатор 6 в цепиобратной связи операционного усилителя 2 фиксирует дрейф напряженияна его выходе. телем 2 с конденсатором 5 в цепи обратной связи. Конденсатор 6 в цепи обратной связи усилителя 1 фиксирует дрейф,За время, равное периоду импульс" ной последовательности генератора 4 на конденсаторе 6, накапливается заряд, обусловленный дрейфом напряже" ния интеграторов на операционных усилителях 1 и 2, причем половину этого времени накапливается заряд за счет дрейфа напряжения операционного усилителя 1, а другую половину - за счет дрейфа напряжения на выходе операционного усилителя 2. На конденсаторе 5 накапливается заряд как за счет дрейфа напряжения обоих интеграторов, так и за счет интегрирования входного сигналаСумматор 3 служит для получения разности между напряжением, обусловленным зарядом конденсатора 5, и напряжением, обусловленным зарядом конденсатора 6.Если в процессе интегрирования сигнала происходит заряд конденсатора 6 до значения, при котором напряжение на втором входе сумматора 3 достигает порога срабатывания. пороговых элементов 19 и 20, то один из них, в зависимости от полярности этого напряжения, срабатывает, При положительной полярности напряжения срабатывает пороговый элемент 20, ключи 1 и 18 замыкаются, и положительное напряжение с первого выхода источника 21 разнополярных напряжений поступает через масштабные резисторы 22 и 23 навходы инвертирующих интеграторов на операционных усилителях 1 и 2. При отрицательной полярности на входы интеграторов поступает отрицательное напряжение через ключи 15 и 16 с второго выхода источника 21 разнополярных напряжений.Накопленный на конденсаторе 6 заряд уменьшается, на конденсаторе 5 уменьшается составляющая заряда, накопленная за счет дрейфа напряжения интеграторов.При уменьшении напряжения на втором входе сумматора 3 до порога выключения пороговых элементов 19(20) происходит размыкание ключей 15 и 16 (17 и 18). Процесс компенсации дрейфовой составляющей напряз 1267441жения на входах сумматора 3 прекращается.Период импульсной последовательности на выходе генератора 4 импульсов выбирается, исходя из характеристики стабильности факторов, определяющих дрейф первого и второгоинтеграторов; Задание величины длительности периода производится изусловия многократного его превышения интервалом времени, в течениекоторого происходит существенное изменение указанных факторов. Сумматор 3 имеет коэффициент усиления,равный единице и не вносит заметнойпогрешности в выходной сигнал. Поэтому дрейф, первого и второго интеграторов практически не оказываетвлияния на выходное напряжение устройства. Это напряжение обуславливается лишь процессом изменения входного напряжения устройства.В процессе интегрирования сигнала компенсации дрейфовой составляющей напряжения на входах сумматора 3может осуществляться многократно,как только напряжение на втором еговходе достигает порога срабатыванияэлементов 19 и 20. благодаря этомувхождение усилителей 1 и 2 в насыщение за счет дрейфовой составляющей исключается. Этим обуславливается повышение точности интегрирования. Устройство для интегрированиясигнала по авт.св. Ф 1201853, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности интегрирования в течение длительных интерва О лов времени, оно содержит две парыпоследовательно соединенвых ключей,пятый и шестой масштабные резисторы, источник разнополярных напряжений и первый и второй пороговые эле менты, входы которых подсоединены квторому входу сумматора, а выходыподключены к управляющим входам ключей соответственно первой и второйпар, общие выводы ключей первой и 20 второй пар подсоединены соответственно к первому и второму выходамисточника разнополярных напряжений,а их свободные выводы попарно объединены и подключены соответственно 25 через пятый масштабный резистор кобщему выводу первого масштабногорезистора и первого интегрирующегоконденсатора и через шестой масштабный резистор - к общему выводу 30, второго масштабного резистора и второго интегрирующего конденсатора. ставитель А. МасловхредИ.Попович Коррек екмар Заказ 5779/49 Тираж 671 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, РаушскПодписимитета ССС крытиинаб., д. 4 Производственно-полиграфическое предприят Редактор Н. Слободяник формула изобретения г, Ужгород, ул. Проектная,