Интегратор

Союз Советскик Сфциаектическик Ресвублнк(22) Заявлено 060779 (21) 2792636/18-24 (51)М КЛ 8 06 6 7/184 с присоединением заявки МО Государственный комитет СССР но дайм изобретенийи открытий(23) Приоритет -Опубликовано 230483 Бюллетень Ф 2 15 Дата опубликования описания 23,04, 81(54) Изобретение относится к вычислительной и импульсной технике, в частностиустройствам преобразования временного интервала в аналоговое напряжение.Известны устройства для преобразования временного интервала в аналоговое,напряжение, использующие метод заряда конденсатора постоянным током, и содержащие спусковые схемы формирования стартовых и стоповых сигналов, эмиттерный повторитель, .транзисторные ключи, управляемые стартовыми и стоповыми импульсами, накопительный конденсатор, источник 15 постоянного напряжения Г 11Однако преобразователь требует стабилизации зарядного тока конденсатора, постоянства формы импульса этого тока, высокое напряжение пита ния.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности являетсялинейный интегратор, содержащий входной одновибратор (формирователь импульсов), сое диненный с транзисторным ключом и через резистор с источником напряжениясмещения, токозадающий транзистор, коллектор которого через диод и интегрирующую ВС-цепь подключен к 30 источнику импульсного напряжения, аэмиттер через резистор соединен свыходом транзисторного ключа, подключенного через резистивный делитель к источнику импульсного напряжения. Кроме того, устройство содержитдополнительный транзистор, коллекторкоторого соединен через дополнительный резистор с источником импульсного напряжения и с базой токозадающего транзистора, эмиттер дополнительного транзистора подклчюен ксредней точке резистивного делителя,а база соединена с эмиттером токозадающего транзистора 2.Недостатком известного интегратора является его значительная нелинейность, вызванная тем, что приполучении достаточно высокой температурной стабильности устройстваза счет отрицательной обратной связи,величина зарядного тока токозадающегс транзистора мала.,Цель изобретения - уменыаениенелинейности интегратора.Поставленная цель достигается темчто в интегратор, содержащий форми"рователь импульсов, ключевой транзи,стор, эмиттер которого соединен с шиной нулевого потенциала, а коллекторчерез первый ограничивакщий резисторподключен к источнику питания, усилительный транзистор, база которого подключена к шине нулевого .потенциала, соединенной через последовательно влюченные разделительный диод и первый масштабный резистор с эмиттврсм усилительного транзистора, коллектор которого подключен к базе токаоэадающего транзистора и через второй ограничиваяций резистор - к источнику питания, соединенному сэмиттером токозадающего транзистора, коллектор токоэадающего транзистора через интегрирующую ВС-цепь соединен с шиной нулевого потенциала, и второй масштабный резистор, введеныразделительный конденсатор, корректирующая ВС-цепь и накопительный конденсатор, включенный между общим выводом разделительного диода и первогомасштабного резистора и эмиттеромключевого транзистора, база которогочерез последовательно соединенныекорректирующую ВС-цепь и разделительный конденсатор подключена к выходу формирователя импульсов, а общий вывод разделительного конденсатора и корректирующей ВС-цепи через второймасштабный резистор соединен с шинойнулевого потенциала.На Фиг. 1 представлена электрическая принципиальная схема интегратора, на Фиг. 2 - зависимость аналогового напряжения интегратора (08,)от длительности входных импульсов(с),Интегратор содержит формирователь1 импульсов, разделительный конденсатор 2, масштабный резистор 3, корректирующую ВС-цепь, состоящую изпараллельно включенных конденсатора4 и резистора 5, ключевой транзистор б с резистором 7 в цепи коллектора, накопительный конденсатор 8,разделительный диод 9, усилительныйтранзистор 10 с масштабным резистором11 в цепи эмнттера и ограничивающим резистором 12 в цепи коллектора,.токозадающий транзистор 13 с интег.рирующей ВС-цепью, состоящей из конденсатора 14 и резистора 15,Конденсатор 2 и цепочка паржлельно включенных конденсатора 4 и ре" зистора 5 включены между выходомФормирователя 1 импульсов и базовогоключевого транзистора б, а их общий вывод через резистор 3 соединен с шиной нулевого потенциала, коллектор ключевого транзистора б подключен к накопительному конденсатору 8, который через резистор 11 соединен с эмиттером усилительного транзистора 10, общий вывод накопительного конденсатора 8 и резистора 11 через диод 9 подключен к шине нулевого потенциала, которая соединена с базой усилительного транзистора 10, аего коллектор через резистор 12 под-,)щей РС-цепи, формируя выходное,аналоговое напряжение, снимаемое с выхода интегратора.При подаче на вход интегратора от генератора Г 5-48 импульсов длительностью от 1,5 нс до 100 нс при частоте повторения импульсов 3-5 кГц нелинейность выходного аналогового напряжения составила менее 1, а выходное аналоговое. напряжение составило 1000 мВ нри подаче на вход интегратораимпульсов длительностью 10 нс, и 10000 мв при подаче на вход интегратора импульсов длительностью 100 нс.Таким образом, предлагаемый интегратор позволил уменьшить нелинейность и повысить выходное аналоговое напряжение при преобразовании врв 40 45 50 55 менного интервала (преимущественнонаносекундного диапазона) в аналоговое напряжение. Формула изобретенияИнтегратор, содержащий формирователь импульсов, ключевой транзистор,эмиттер которого соединен с шиной ключен к источнику постоянйого напряжения, к которому присоединенэмиттер токозадающего транзистора13, а его коллектор подключен к выходу интегратора и через интегрирующую ВС-цепь - к шине нулевого потенциала.Интегратор работает следующим образом.Формирователь 1 импульсов формирует на своем выходе импульсы, длительность которых определяется временным положением "Старт","Стоп"импульсов. При поступлении импульсовс формирователя 1 импульсов в базуключевого транзистора б, последний 15 открывается..Накопительный конденсатор 8, ранеезаряженный до напряжения Е по цепишина нулевого потенциала, диод 9,накопительный конденсатор 8, резис тор 7 в цепи коллектора ключевоготранзистора б и источник .питания Е,разряжается по цепи обкладка накопительного конденсатора 8, резистор11, эмиттерный переход усилительноготранзистора 10, шина нулевого потенциала и через открытый ключевойтранзистор .б, обкладка н-акопитвльногоконденсатора 8.Ток разряда накопительного конденсатора 8 протекая через эмиттерныйпереход усилительного транзистора 10,усиливается им, при этом на вго коллекторной нагрузке резистора 12 Формируется импульс, усиленный по мощ-.ности, который и открывает токозадающий транзистор 13. Коллекторныйток токоэадающего транзистора 13заряжает конденсатор 14, интегрирую824226 6 к аз 2126/7 Подписное Патент"фул.Проектная,4 филиал г.ужго Фи нулевого потенциала, а коллектор через первый ограничивающий резис" тор подключен к источнику питания, усилительный транзистор, база которого подключена к шине нулевого потенциала, соединенной через последо- вательно включенные разделительный диод и первый масштабный резистор с эмиттером усилительного транзистора,коллектор которого подключен к базе токозадающего транзистора и через второй ограничивающий резистор - к источнику питания, соединенному с эмиттером токоэадающего транзистора, коллектор токозадающего транзистора через интегрирующую. Я 6-цепь соединен с шиной нулевого потенциала, и вто .рой масштабный резистор, о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что,.с целью уменьшения нелинейности интегратора, в него введены разделительный конденсатор, корректирующая ЯС-цепь и . Щ накопительный конденсатор, включенный между общим выводом разделительного диода и первого масштабного резистора и эмиттером ключевого транзистора, база которого через последовательно соединенные корректирующуюЯС-цепь и разделительный конденсаторподключена к выходу формирователяимпульсрв, аобщий вывод разделительного конденсатора и корректирующейЯС-цени через второй масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рехин Е. И. и др. Измерениеинтервалов времени в экспериментальной физике. М., "Атомиздат", 1967,с. 238-239, р. 7. 10 а.2. Авторское свидетельство СССРР 369577, кл. 6 06 С 7/18, 1972