Устройство для интегрирования малых токов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ р 606568 Сова Советских Социалистйческих Республик(23) Приоритет 1) М.К Гасударственные комитет Совета Министров СССР по делам иэобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 21.04,7(72) Авторы изобретени Н. С. Дубров и Б. И. Невзлиношиловградский машиностроительный институт Заявитель) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕГРИРОВАНИЯ МАЛЫХ ТОКОВ аемыи на вход 4, интегрируется м 6. Импульсы, поступающие из в обмотку 2, наводят ЭДС в Изобретение может быть использовано в автоматических системах для интегрирования малых токов (порядка наноампер и меньше) в течение значительных промежутков времени (десятков минут, часов).Известно устройство для интегрирования малых токов, которое содержит интегрирующую цепочку, ждущий блокинг-генератор и накопительный конденсатор, включенный вторичную обмотку блокинг-генератора параллельно интегрирующему конденсатору 11. Его недостаток - значительная величина интегрирующего тока.Известно также устройство, содержащее интегрирующую цепочку, ждущий блокинггенератор, состоящий из импульсного трансформатора с тремя обмотками и транзистора, коллектор которого через первую обмотку подключен к источнику питания, а база через вторую обмотку и диод, соединенные последовательно, подключена к земле, и накопительный конденсатор, подключенный через последовательно соединенные диод и третью обмотку импульсного трансформатора параллельно конденсатору интегрирующей цепи 21. Недостатком такого устройства является значительная величина (порядка сотен нано- ампер) минимально возможного интегрируемого тока.Целью изобретения является уменьшение интегрируемого тока,Для этого в устройство введен дополнительный конденсатор, подключенный параллельнодиоду ждущего блокинг-генератора, стимули 5 рующий генератор и дополнительная обмоткаимпульсного трансформатора, подключеннаяк выходу стимулирующего генератора,На чертеже представлена принципиальнаяэлектрическая схема предлагаемого устрой 10 ства.Стимулирующий генератор импульсов 1выдает импульсы на обмотку 2 импульсноготрансформатора 3. Интегрируемый ток поступает со входа 4 через резистор 5 на ин 15 тегрирующий конденсатор 6. Транзистор 7 симпульсным трансформатором 3 образуютждущий блокинг-генератор, выполняющийроль нуль-органа и формирователя импульсов. Обмотка 8 является источником им 20 пульсной ЭДС, а обмотка 9 обеспечивает положительную обратную связь совместно сконденсатором 10 и диодом 11. Резистор 12связывает интегрирующий конденсатор 6 сбазой транзистора 7. Накопительный конден 25 сатор 13 с выходом 14 составляют накопительную цепочку. Питание подается на клеммы 15.Ток, подавконденсаторо30 генератора 13обмотке 9 обратной связи. Эта ЭДС складывается с напряжением на конденсаторе 10,которое практически равно напряжению наинтегрирующем конденсаторе 6 ввиду того,что постоянная времени цепочки резистор12 - конденсатор 1 О на несколько порядковменьше постоянной времени цепочки резисторЬ - конденсатор О. Ьсли сумма ЭДС обмотки9 и напряжения конденсатора 10 достигаетпорогового напряжения, срабатывает блокинг-генератор и в обмотке ь наводится ЭДС.1 ок, возникающий в обмотке под действиемЭД, наводимой при срабатывании блокинггенератора, заряжает накопительный конденсатор 13 и разряжает интегрирующий конденсатор 6. Диод 11 служит для уменьшения величины перезаряда конденсатора 10 под действием базового тока транзистора 7. Затемпроисходит заряд конденсатора 6 входнымтоком и процесс повторяется. 1 аким образом,приращение напряжения на накопительномконденсаторе 13 за определенный промежуток времени пропорционально интегралу отвходного тока.Погрешность интегрирования может бытьобусловлена следующими факторами;- токи утечки конденсаторов 6, 10 и 13(их величину путем соответствующего выбора конденсаторов с фторопластовыми или полистирольными диэлектриками можно свестидо единиц пикоампер и ниже);- ток заряда конденсатора 10 (его величина при правильном выборе емкости конденсатора и частоты следования импульсов блокинг-генератора может быть сведена до единиц пикоампер);- обратный ток диода 11 (для некоторыхтипов кремниевых диодов, например Д,при пороговых напряжениях данного устройства обратный ток составляет десятки пикоампер);- ток перехода база - эмиттер запертоготранзистора 1 (при пороговых напряженияхон составляет сотни, а для лучших по коэффициенту усиления транзисторов - десяткинаноампер, и, следовательно, погрешность целиком определяется этим током),В предлагаемом устройстве напряжениесрабатывания блокинг-генератора равно пороговому напряжению прототипа минус ЭДС,наводимая в обмотке 9 импульсом генератора 1. Применив генератор со стабильной амплитудой импульса, можно на порядок или два снизить напряжение срабатывания блокинг-генератора, Поскольку переход база - эмиттер транзистора 7 представляет собой нелинейное сопротивление, увеличивающееся с уменьшением поданного на него напряжения, то ток этого перехода уменьшится еще в- большей степени, чем напряжение срабатывания, Таким образом, погрешность, обусловленная базовым током запертого транзистора 7, сократится на несколько порядков, что дает возможность уменьшить на несколько порядков интегрируемый ток.Проиллюстрируем вышесказанное:/115- э ф1 2где 1 и 11 - токи переходов база - эмиттер транзисторов прототипа и предлагаемого устройства соответственно;20У 1 и У - напряжения срабатывания;Я 1 и К - сопротивления переходов,Так как У 1 ж 10(lь, й ) 100 Я 1 (по экспери 11ментальным данным), то 1 ( - , что под 1 Озтверждает вышесказанное,Формула изобретенияУстройство для интегрирования малых то-ков, содержащее интегрирующую цепь, ждущий блокинг-генер атор, состоящий из имЗО пульсного трансформатора с тремя обмотками и транзистора, коллектор которого черезпервую обмотку подключен к источнику питания, а база через вторую обмотку и диод,соединенные последовательно, подключена кЗ 5 земле, и накопительный конденсатор, подключенный через последовательно соединенные диод и третью обмотку импульсноготрансформатора параллельно конденсаторуинтегрирующей цепи, отличающееся тем,4 О что, с целью уменьшения интегрируемого тока, в него введены дополнительный конденсатор, подключенный параллельно диоду ждущего блокинг-генератора, стимулирующийгенератор и дополнительная обмотка импуль 45 сного трансформатора, подключенная к выходу стимулирующего генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Тимаков О. М. и др. Селекторы импульсов. М., 1966, с. 177, рис. 4. 5,2.Терещук Р, М. и др. Справочник радиолюбителя. Киев, 1969, том. 2, с. 126, рис.12 - 93, 600568Составитель М, АудрингРедактор Н. Громов Техред А. Камышникова Корректоры: Е. Мохова и Е. Хмелева Заказ 270/16 Изд.338 Тираж 841 Подписное НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45 Типография, пр. Сапунова, 2