Устройство для интегрирования
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ И АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик.76,(21)2316020аявннб 1) М. Кл. б 06 Ь 7/18 ГеауЬрдтвеннай диететСадата Мвиеатрвв СССРав делам езебретеевва етврылй. Н. Глазов и Э. С. Никулин 84) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТРГРИРОВАН интеграторо Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике н предназначено для формирования напряжения пропорциональ ного иатегралу от входного сигнала. Оно может спользоваться В системах автоматнческого управления различных технологичны ских процессов н объектов, когда требуются больиие постоянные интегрирования,Известны устройства для интегрирования, содержашие реверсивные спетчики импульсов, пифро-аналоговые преобразователи и преобразователи "напряжение - частота, выполненные на основе аналоговыхв и компараторов Х .Однако в известных устройствах вслед р ствие сбоев счетчика под действием случайных помех и перерывов в подаче питания происходит разрушение информации, накопленной интегратором, что может приводить к аварийным последствиям, а потому во многих случаях совершенно, недопустимо.Указанйьтй недостаток устраняется в аналого-цифровом интеграторе с контуром для восстановления информации, содержащем трехпоэиционный блок сравнения, последо- И вательно соединенные аналоговый интегоФ- тор, компаратор, реверсивный счетчик иьепульсов, цифро-аналоговый преобразователь, выход которого подключен к первому входу сумматора, источник задания начальных условий и источник управлявшего сигнала, блок управления, один вход которого соединен с выходом сумматора, а другой - с источником управлявшегосигнала 2 .Однако этот интегратор отличается сложностью схемы, требуюшей применения в контуре восстановления информации трехпозиционного блока сравнения, низким быстро действием в режимах записи начальньпс условий и восстановления информации, что цри сбоях счетчика может приводить к возникновению значительной погрешности интегратора из-за разряда эапоминакицего конденсатора в блоке слежения- хранения, В конечном счете снижается надежность и точность интегратора.Целью изобретения является повышение надежности и точности устройства.Для этого оно содержит .дополнительный аналоговый интегратор и клю ж причем вы3хад сумматора соединен,; через первый ключ с входом аналогового интегратора, и через второй ключ - с входом дополнительного аналогового интегратора, выход которого соединен с вторым входом сумматора, третий вход сумматора через третий ключ соединен с источником задания насальных условий,. источник управляющего сигнала соединен с управляющим входом третьего ключа и входом установки счетчикав нулевое паложенив, а выходы блока управления соединены с управляющими входами первого.и второго ключей и с управляющим входом аналогового интегратора.На чертеже приведена структурная элек трическая схема устройства.Устройство для интегрирования содержит аналоговый интегратор 1, построенный на операционном усилителе 2, в цепь обратной связи которого включены кацдеисаторы 3 0 и 4, соединенныв параллельно через ключ 5; ф на дходе усилителя 2 включены резисторы 6 и 7, к первому из которых подсоединен источник входного сигнала 8 Ц .Выход усилителя 2 подключен к компаратору 9, обеспечивающему сброс аналогового интегратора в начальное положение через цепь обратной связи 10. Импульсный выход компаратора подсоединен к счетному входу 11 реверсивного счетчика импульсов 12, 8 1 Входы управления реверсом (сложением ивычитанием) 13 и 14 счетчика 12 соединены с потенциальными выходами компаратора9, а цепь 15 установки нуля счетчика 12подключена к источнику 16 управляющегосигнала (.нц )Выходы счетчика 12 подключены к сеткерезисторов цифра-аналогового преобразова 40теля 17; соединенного с первым входом сумматора 18, построенного на операционномусилителе 1 9,Усилитель 19 охвачен нелинейной отрицательной обратной связью, образованной45двумя последовательно включенными резисторами,20 и 21, точка соединения которыхчерез встречно включенные стабилитраны22 и 23 подключена к корпусу устройства.Выход сумматора 18 через ключ 24 соединен с входом аналогового интегратора 1и через второй ключ 25 - с нвинвертируюшим входом дополнительного аналоговогоинтегратора 26, включающего в себя операционный усилитель 27 с конденсатором 28м55в цепи атрицательной 1. обратной связи, резистор 29 и апериодическое звено (реэис 30 и ,конденсатор ЗЦ,Выход дополнительного аналогового интегратора 26 подключен к второму входу60сумматора 18, к третьему входу которого 4через ключ 32 подключен источник заданияначальных условий 33 ( Ц,. )Сумматор 18 подключен йепосредственно к входу блока управления 34, соединеннога но выходам с управляющими входамиключей 5, 24 и 25, Другой вход блока управления 34 подключен к источнику управляющего сигнала 16 ( нц ),Для рассматриваемого устройства характерны следующие режимы работы: интегрирование; восстановление информации и запись начальных условий.В режиме интегрирования сигнал Ьи О,ключ 32 разомкнут, и блок управления 34находится в состоянии, при котором ключи5 и 25 замкнуты, а ключ 24 разомкнут,При наличии входного сигнала (ЦФ О)аналоговый интегратор 1 интегрирует этотсигнал, и на вход кампаратара поступаютимпульсы с частотой, пропарцианально 6 Оц.При этом в зависимости от знака О напотенциальных выходах компаратора 9, соединенных с входами управления реверсом13 и 14 счетчика 12, устанавливаются напряжения, настраиваюшие счетчик на сложение или вычитание .импульсов.Возникновение импульсов на счетном аходв 1 1 реверсивного счетчика импульсов 12происходит в моменты времени, когда напряжение на выходе усилителя 2 достигнет, уровня срабатывания компаратора 9, после чегопод действием цепи обратной связи 10 осуществляется быстрый сброс аналогового интегратора (разряд. включенных параллельноконденсаторов 3 и 4), В результате.компаратор 9 выключается, и процесс интегрирования (заряда конденсаторов 3 и 4). поддействием напряжения Уу, повторяется. Спомощью компаратора Ов счетчике 12 фиксируются величина и знак приращения интеграда входного напряжения 5 т,е.осуществляется квантование интеграла входного сигнала по уровню.Преобразование цифрового кода Ю. характеризующего интеграл ОИ., в элекФ Ътрическое напряжение У (выходной сигнал интегратора) осуществляется с помощьюцифра-аналогового преобразователя 17, сумматора 18 и дополнительного аналоговогоинтегратора 26.При надлежащем выборе постоянной интегрирования 1 ц дополнительного аналогового интегратора 26 и постоянной. времени С апериодического звена (30 и 31)в режиме, когда ключ 25 замкнут, интегратар 26 благодаря отрицательной обратнойсвязи через сумматор 18 успевает следитьза током ЬК на выходе цифра-аналогового преобразователя 17 так, что динамическая ошибка на выходе сумматора 18 близ 596966ка к нулю, Поэтому стабилитроны 22 и23 находятся в непроводяшем состоянии,и сумматор 18 работает на линейном участе своей статической характеристики.В установившемся режиме, хранения интеграла при 0 =О напряжение 3 Ь="К=,КУк Ы 1, где К -сопротивление резистора 35,Если по каким-либо причинам в процессе интегрирования сигнала Ц о или храпения интеграла прэизойдет сбой счетчика12 и приращение напряжения на выходе сумматора 18 превысит допустимое значение,то стабилитроны 22 и 23 откроются. Из-эавыключения отрицательной обратной связисумматор 18 переходит в состояние положительного или отрицательного насышенияи вызывает срабатывание блока управления34. Под действием этого блока ключи 5 и2 Г размыкаются а ключ 24 замыкается,Благодаря этому конденсатор 4 отключается, выходной сигнал У сумматора18 через ключ 24 поступает на форсируюший вход аналогового интегратора 1, а дополнительный аналоговый интегратор 26 переходит в режим хранения предшествуюшего сбою значения Сщ. В результате под действием сигнала Ц.при условии -р-ЪЬ ф-у гдв Йб и 9 ЛЮМесопротивления резисторов 6 и 7, восстанмливается информация в счетчике 12, таккак подача "импульсов на счетный вход 11счетчика 12 осуществляется до тех пор,пока напряжение ц нв снизится довеличины Оп, при которой произойдетвыключение блока управления 34, Послеэтого ключ 24 размыкается, Ключи 5 и 25замыкаются, и устройство возврашавтсяв исходное состояние, обеспечивая дальнейшее формирование интеграла от входного сигнала У,Из-за отличия 00 от нуля после сбои.счетчика 12 и возвращения устройства в ис 4ходнов состояние происходит изменение напряжения ЮЬ,ъх на величину ЬЗЬьах кЦягде К - - - -- коэффициент усиленияВ 2 +В 21 %.сумматора 18, причем 120,921 и КЬ 5 -сопротивления резисторов 20, 21 и 35 со 1ответственно.50При К 1, что обычно легко выполняется на практике, погрешность, связаннаяс налячием о, может быть сделанадостаточно малой. Другая составляющаяпогрешности, обусловленная изменением ц,55из-за разряда конденсаторов 28 и 31 дополнительно аналогового интегратора 26 в режиме восстановления (при разомкнутомключе 25), может бьггь уменьшена за счетЫснижения времени восстановления,В рассматриваемом устройстве этэ время,сушественнэ меньше, чем в известны благодаря тому, что в режиме восстанов- ления частотаработы интегратора 1 может бьггь увеличена на несколько порядков за счет отключения конденсатора 4 СЗффС 4, где СЗ и С 4 - емкости конденсаторов 3 и 4.Рассмотрим теперь работу устройства в режиме записи начальных. условий (Ьмц 1) В этом случае счетчик 12 устанавливается в нулевое состояние и на аход сумматора 18 через замкнутый ключ 32 подается напряжение начальных условий Уч, Одновременно под действием. сигналаЬиц блок управления 34 переводит ключи 5 и 25 в замкнутое состояние, а ключ 24 - в разомкнутое. Благодаря отрицательной обратной связи через сумматор 1 Ь на выходе дополнительного аналогового .интегратора 26 устанавливается.напряжение начальных условий, определяемое соотношением Цви ЕМ Цзб ( 1 =0), где К 35 и В 36 - сопротивления резисторов 35 и 36 соответственно, После того, как сигнал Ьну примет нулевое значение, происходит размыкание ключа 32 и сигнал О. отключается от сумматора 18. В результате на выходе сумматора 18 возникает скачок напрйження , 1, вызываюший срабатывание блока управления 34 подобно тому, как это происходит в режиме восстановления информации.Блок управления 34 размыкает ключи 5 и 25 замыкает ключ 24 и код И в .счетчике 12 изменяется до значения Яв, соответствующего заданной величине напряжения. Ц,д.о, после чего происходит выключение блока управления 34 и устройство переходит в режим интегрирования входного сигналаТаким образом, благодаря укжэанным выше конструктивным признакам достигается упрошение интегратора и повышение его быстродействия в режимах восстановления информации и зписк начальных условий, что в конечном счете приводит к повышению надежности ц точнэсти устройства.Формула изобретенияУстройство для интегрирования, содержащее последэвательно соединенные аналоговый интегратор, кэмпаратэр, реверсивный счетчик импульсэв, цифро-аналэгсвый преобразователь, выхэд которого пэдключен к первому входу сумматора, источник задания начальных условий и источник управляю596966 ставитель Л, Снимщиковаехред О. Луговая Корректор Е р А. Зинь вск ед аказ 1144/48 ЦНИИПИ Г Тираж 826 Подписноетвенного комитета Совета Министров ССС по делам изобретений н открытий ква, Ж, Раушская набд. 4/5 113035,филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щего сигнала, блок управления, один входкоторого соединен с выходом сумматора, адругой - с источником управляющего синала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности и точностиустройства, оно содержит дополнительныйаналоговый интегратор и ключи, причем вы.ход сумматора соединен через первый ключс входом аналогового интегратора, н через. второй ключ - с входом дополнительного аналогового интегратора, выход которого соединен с вторым входом сумматора, третий вход сумматора через третийключ соединен с источником, задания началь 8ных условйй источник управляющего сигнала соединен с управляющим входом третьего ключа и входом установки счетчика в нулевое положение, а выходы блока управ ления соединены с управляющими входамипервого и второго ключей и с управляющим входом аналогового интегратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США % 3288627,кл, 235-194, 1978,2. Авторское свидетельство СССРИ 507872, кл. 906 Р 7/18, 1974.
СмотретьЗаявка
2316020, 19.01.1976
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4372
ГЛАЗОВ МИХАИЛ НОСОНОВИЧ, НИКУЛИН ЭДУАРД СЕРГЕЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G06G 7/18
Метки: интегрирования
Опубликовано: 05.03.1978
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-596966-ustrojjstvo-dlya-integrirovaniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для интегрирования</a>
Предыдущий патент: Делительное устройство
Следующий патент: Дифференциатор огибающей амплитудномодулированного сигнала
Случайный патент: Двухканальная система электроснабжения