Интегратор тока

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства-явлено 08 Х.11448997/18-2 М. Кл, б 06 д 7/1 нием заявки-оеди Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров СССРПриоритет публикова 18 Лтг.1973, Бюллетень1 ДК 681.333(088,8 Дата убликования описания 2 ХП.19 Автор зобрете Заявител Институт физических исследований АН Армянской ССР ИНТЕГРАТОР ТОК нал рад ание однополярных идеальной емкости) конце Т есть пико 25 а интег- опредеющих на одавать на вход о выраИзобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.Интегратор тока может быть использован в различных аналоговых схемах, в частиости, в качестве устройства, выдающего импульс напряжения, пропорционального заряду, попадающему (за некоторое время Т) на анод фотоумножителя, работающего в режиме счета фотонов. Это необходимо при линейном методе определен и я стат исти ки фотоэлектро но в.Известные схемы интеграторов тока, построенных на принципе накопления заряда емкостью, имеют тот недостаток, что выходным в них является напряжение на интегрирующей емкости, форма которого в интервале Т интегрирования оперделяется временным поведением интегрируемого тока в том ;ке интервале, Полезным же сигналом является мгновенное значение этого напряжения в конце интервала Т Рассмотрим интегрировтоков. В этом случае (мгновенное напряжение ввое за этот интервал.Поскольку аппаратура, следующая зрирующим устройством, предъявляетленные требования к спектру поступаего вход сигналов, непосредственно пнапряжение с интегрирующей емкостиэтой аппаратуры нельзя, но пеобходи ботать еще соответствующий сиг . Этот являет собой самостоятельную иотехническую задачу,Цель изобретения - создание интегрирующего устройства, выходное напряжение которого не зависит от временного поведения исследуемого тока, но зависит только от мгновенного значения напряжения на интегрирующей емкости в конце выбранного интервала интегрирования.Предложенное устройство отличается тем, что в нем времязадаюгцие цепочки, выполненные в виде последовательно соединенных первого диода, обмотки трансформатора и вто-, рого диода, соединены параллельно. Отрицательные электроды вторых диодов времязадающих цепочек подключены в коллекторную цепь транзистора, эмиттер которого через последовательно соединенные резисторы соединены с положительными электродами первых диодов времязадающих цепочек, а положительные электроды вторых диодов - с интегрирующими конденсаторами.Принципиальная схема интегратора тока приведена на чертеже. Это балансная схема, при использовании которой отмечается лучшая стабильность работы при изменении питающих напряжений и температуры. Она может быть разделена на интегрирующие конденсаторы Си Со, выходной трансформатор10 15 20 40 ко 45 Тр 1 и времязадающую цепь - остальная схема.Рассмотрим работу схемы в предположении идентичности элементов плеч А и Б и идеальности трансформатора Тр,.При поступлении отрицательного импульса Т управления потенциал 1 д точки д падает, а потенциал , из-за инвертирования импульса транзистором Т, - растет, так что все четыре диода Д - Д ге и Дб, - Дв, отсекаются. Обмотки 1.и 1,д повисают, исключая прохождение сигнала на выход и допуская накопление заряда на конденсаторы С и С;. Следует отметить, что обмотки 1.и 1.д не мешают отсечению диодов Д и Дд, за время переднего фронта импульса Т. Просто на обмотках не возникает напряжения. Из симметричности схемы (в отсутствие тока на входе) следует, что напряжение между верхним и нижним концом каждой из обмоток 1.и 1,р должно быть одного знака в любой момент переднего фронта, а выбор подключения концов этих обмоток допускает только обратный знак этих напряжений. Поэтому возможно только нулевое напряжение на обмотках. Реальный трансформатор и рабочие токи меняют ситуацию несущественно.Из соображений симметрии же следует, что при отсутствии тока на входах вхн вхб (а также при одинаковых токах) напряжение на концах обмотки 1 должно равняться нулю при любых манипуляциях с напряжением г - 9 д Поэтому рассмотрим случай наличия тока на одном из входов: пусть на вх, есть ток 1,(1) (импульсный или непрерывный), заряжающий конденсатор Ст. е. понижающий потенциал точки а,За время Т возникает некоторая разиость+тт т 1 (ПОтЕНЦИаЛОВ 1 Рт - Я= ( 1 вхЯЙа а 1 торая определяется только зарядом, поступившим на С, за это время и не зависит практически от утечек при С,гХРовр Т (Добр - обратное сопротивление диода), так как утечки обеих емкостей близки.При наступлении заднего фронта импульса Т сначала отпирается Д по обмотке Ь начинает течь ток, и в обмотке 1., индуцируется э.д. с повторяющая во времени соответствующий участок заднего фронта импульса Т, Э.д. с способствующая отпиранию Дд наводится и в обмотке Ев .Далее, через время, в течение которого рт тизменяется на, отпирается Дето тегначинается разряд конденсаторов С, и Сб и спад э. д. с. в обмотке Е,. Таким образом,25 30 35 50 55 60 амплитуда выходного импульса оказываетсяпропорциональной РаЗРЯД Са ДО ОтПИРаНИЯ Дая МОЖНО НЕ УЧИ- тывать (трансформатор не нагружен). Также можно не учитывать флуктуации чистого времени интегрирования из-за флуктуаций момента включения диода До, . Затем почти одновременно включаются Д и Дбжестко фиксируя потенциалы точек а и б, После этого можно подавать новый импульс Т. Задержка включения диодов Д и Дд, достигается вследствие насыщения транзистора Т,. Степень насыщения и, следовательно, время задержки регулируется потенциометром Йз.Рассмотрим теперь возможность прохождения подлежащего интегрированию сигнала на выход в отсутствие импульса Т,Импульс напряжения на Собязанныйо оамплитуде тока 1., не больше (Лд+ Я 1), где Яд - дифференциальное сопротивление диода в рабочей точке (изменением Яд во время импульса входного тока пренебрегаем, Частью импульс на С передается на Сб через Ди Д-,. Далее благодаря выбранному включению обмоток Е, и Ед значительная часть этого импульса передается в точку д. Эти обстоятельства ведут к тому, что в подавляющем большинстве практических случаев прохождение входного сигнала на выход выпадает из рассмотрения и для моментов времени вне интервалов интегрирования. При подаче сигнала на оба входа схемы, очевидно, будет выдавать сигнаал, пропорциональный разности соответствующих интегралов. П р ед м ет изобретения Интегратор тока, содержащий интегрирующие конденсаторы, резисторы, времязадающие цепочки и транзистор, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства в нем врем язадающие цепочки, выполненные в виде последовательно соединенных первого диода, обмотки трансформатора и второго диода, соединены параллельно, причем отрицательные электроды вторых диодов времязадающих цепочек подключены в коллекторную цепь транзистора, эмиттер которого через последовательно соединенные резисторы соединен с положительными электродами первых диодов времязадающих цепочек, а положительные электроды вторых диодов времязадающих цепочек подключены к интегрирующим конденсаторам.Редактор Н. Данилович Корректор Е. Талалаева Заказ 1800/5 Изд.503 Тираж 647 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб д. 45 Типография, пр. Сапунова, 2