Интегратор с автоматической коррекцией нулевого уровня

(191 6 С 718 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТ ТНРЫТИЯ НИЯ АНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Курский политехнический киститут(56) Авторское свидетельство СССР У 1072062, кл, С 06 С 7/18, 1982, (54) ИНТЕГРАТОР С АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИЕЙ НУЛЕВОГО УРОВНЯ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах автоматического регулирования, Цель изобретения - расширение класса решаемых задачИнтегратор содержит последовательно соединенные интегрирующий усилитель 1, суммирующий уси 539800 А литель 2, компаратор 3, реверсивный счетчик 4, цифроаналоговый преобразователь 5 (ЦАП), генератор 6 эталонной частоты, размыкающие ключи 7-10 и два аналоговых инвертора 11, 12. Вследствие наличия отрицательной обратной связи напряжение 11 д непрерывно следит за выходным напряжением интегрирующего усилителя 1, при этом разность 11 н 11 ц,р не превышает перво го младшего разряда ЦАП. По окончании паузыразмыкается один из ключей 7 и 8 и поступление импульсов эталонной частоты от генератора 6 прекращается. В последующем цикле интегрирования напряжение на выходе ПАП 5, равное 11 - С , оказывается приложенным унт иит фк интегрирующему усилителю 1, компенсируя смещение его нулевого уровня,1 нл.(2) 50 Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и предназна"чено для использования в системах автоматического регулирования,Цель изобретения - расширениекласса решаемых задач.На чертеже представлена схема интегратора с автоматИческой коррекциейнулевого уровня.Интегратор содержит последовательно соединенные интегрирующий усилитель 1, первый инвертирующий вход которого является первым входом интегратора, суммирующий усилитель 2, компаратор 3, реверсивный счетчик 4 ициФроаналоговый преобразователь 5,выход которого подключен .к неинвертирукщему входу интегрирующего усилителя, генератор 6 эталонной частоты,размыкающие ключи 7-10 и два аналоговых инвертора 11 и 12.Интегратор работает следующим образомПри появлении сигнала Больше"длительностью й напряжение ц , поступает на вход инвертора 11 и с еговыхода подается на вход инвертирующего усилителя 1 в вцце напряженияцвх,Длительность сигнала "Большес, с,.- е, И) где щ - момент времени переднегофронта импульса "Больше";г., - момент времени заднегоФронта импульса "Больше".При этом на другом входе интегратора присутствует напряжение смещения цс , которое, поступая на входсм финтегрирующего усилителя 1, вносило бы погрешность в интегрирование, если бы раэмыкающий ключ 9 был разомкнут. Тогда напряжение на выходе интегрирующего усилителя 11 увеличилось бы позаконуО 11 ф 1- 1 - 1 ц-"О 1 01 Как видно иэ формулы (2), напряжение на выходе интегрирующего усилителя состоит из двух слагаемых где ц - напряжение на выходе ининттегрирующего усилителя при нулевом смещении на второмвходе ин те г ра то ра;ц- напряжение, вносящее по 5грешность в интегрированиепри наличии напряжениясмещения цна второмуфвходе интегратора.Таким образом,цинк = 1 цьм ффю011ц,(-ц, )а 1, (5)Фю 1При наличии сигнала "Больше" размыкающий ключ 9 замкнут и на вход интегрирующего усилителя 1 поступаетнапряжение обратной полярности1 ц1 х 1-цм 1 за счет инвертирования напряжения ц аналоговым инвертором 2, в результате автоматически компенсируется погрешность интегрирования и напряжение на выходеинтегрирующего усилителя 1 увеличивается по законуф 1ц.я. -(цв- ц.+ ц,)ОС.(6)О 1Для того, чтобы при наличии сигнала "Больше" не происходило интег 30 рирование прямого неинвертированногосигнала, напряжение ц подается на1управляющий вход размыкающего ключа10, который отключает вход интегратора от входа интегрирующего усилите 35 ляАналогично автоматически компенсируется погрешность интегрирования припоявлении сигнала ".Меньше".В паузе, когда отсутствуют оба40 сигнала, поступающие с выходов промышленного регулятора, к входам интегрирующего усилителя 1 приложенынапряжения смещения ц и цсоотсм, Фа уветственно с входа интегратора и ин 45 вертированные значения напряженийсмещения, т.е. -цсм и -ц с выхоlдов инверторов 11 и 12 и на выходеинтегрирующего усилителя 1 напряжение изменяется по законуарфуцсм )ф 1 ф (7)55Это напряжение вносит определеннуюпогрешность в интегрирование во время паузы.Одним из основных требований,предьявляемых к устройству для интег1539800 Корректор М.Пожо Заказ 221 Тираж 547 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 рирования, является высокая стабильность напряжения на выходе устройства, т.е, на выходе интегрирующегоусилителя 1 во время паузы когда ин 15тегрирование не производитсяВ этовремя размыкающие ключи 7 и 8 замкнуты, а к входам устройства приложенынапряжения смещения 11 с,. и Бсм, сеПусть при этом напряжение на выхо де ЦАП 5 11 чдя в начальный момент времени равно нулю, разность напряжений/измейение вйходного напряжения интегрирующего усилителя 1 0, что приводит к срабатыванию компаратора 3,так как нарушается баланс напряженийБц и 1 на входе суммирующего1усилителя 2,Импульсы эталонной частоты от генератора 6 эталонной частоты черезраэмыкающие ключи 7 и 8 начинают поступать на счетный вход реверсивногосчетчика 4, Направление счета определяется знаком разности напряжений 25(" циг П цлп)По мере увеличения кода в реверсивном счетчике 4 .нарастает напряжение на выходе ЦАП 5 Ц и в какой-тоцдпмомент времени достигает величины 3011. Знак разности (Оц - 11 цдв) изменяется на противоположный, и компаратор 3 переключается в противоположное состояние, изменяя направлениесчета реверсивного счетчика 4.Код, установленный в реверсивномсчетчике 4, а следовательно, и выход-.ное напряжение Пя начинают уменьшаться 40Таким образом, вследствие наличия отрицательной обратной связи напряжение 11 яя непрерывно следит за выходным напряжением интегрирующего усилителя 1, при этом разность (11, - 45 Составитель С.БеланРедактор А,Лежнина Техред А.Кравчук 4 я) не превышает первого младшегоразряда 11 АП,По оончании паузы размыкаетсяодин из ключей 7 и 8 и поступлениеимпульсов эталонной частоты от генератора 6 прекращается,В последующем цикле интегрирования напряжение на выходе ЦАП 5, равиное 11 - 11, оказывается приложенным к неинвертирующему входу интегрирующего усилителя 1, компенсируя смещение его нулевого уровня. Формула изобретенияИнтегратор с автоматической коррекцией нулевого уровня по автсв, В 1072062, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в него введены два аналоговых инвертора, второй, третий и четвертый размыкающие ключи, причем инФормационный вход второго размыкающего ключа подключен.к выходу генератора эталонной частоты, выход соединен с информационным входом первого размыкающего ключа, а управляющий вход - с дополнительным входом интегратора, подключенным к управляющему и информационному входам третьего размыкающего ключа и входу первого аналогового инвертора, выход которого подключен к первому дополнительному инвертирующему входу интегрирующего усилителя, второй дополнительный инвертирующий вход которого соединен с выходом третьего размыкающего ключа, вход второго аналогового инвертора соединен с входом интегратора, подключенным к управляющему входу четвертого размыкающего ключа, включенного между выходом второго аналогового инвертора и третьим дополнительным инвертирующим входом интегрирующего усилителя.