Интегратор

Союз Советсних Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ(61) Дополнитель Заявлено 04.01.76(21) 2308428/18-2 606 6 7/18 ф 1 03 К 13/20 с присоединеии 23) ПриоритетОпубликова Государстеенный каметет сссо пе делам изабретений и открытий(088.8) ата опубликования описания 07,0.78 Авторыизобретения Вол ицкая и Л институт постояне оэател аучно 71) За явител(54) ИНТЕГРАТОР Изобретение относится к импульснойи вычислительной технике и может бытьиспользовано в. измерительных приборахи счетнс.решающих устройствах.Известен интегратор, операционныйусилитель, ключи, триггер и блокинг-генераторы 1,Недостатком данного интегратора является высокая погрешность его работы,Более совершенным является интегратор, содержащий ключи, пороговый элемент, счетчик, логическое устройство игенераторы, тактовых импульс ов 21.Недостатком известного интегратораявляется ограниченность его функциональных возможностей.Цель предлагаемого изобретения -расширение функциональных возможностей интегратора.Для этого в интегратор, содержащийгенераторы тока, ключи, например, диоды, интегрирующий конденсатор, генератор тактовых импульсов, пороговый элемент, источник эталонного напряжения 5,01.79.Бюллетень М и источник питания, введен дополнительный интегрирующий конденсатор, причем входы первого генератора тока соединены с выходами второго соответственно через первый и второй, третий и четвер тый диоды, пятый и шестой диоды включены встречно между входами первого генератора тока, седьмой и восьмой- между выходами второго генератора тока, ко входам которого подключен источ ник эталонного напряжения, а точки соединения пятого и шестого, седьмого и восьмого диодов объединены и подсоединены к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которо- Б го подицочен к первому входу порогового эпемента, второй и третий входы которого подключены к выходам второго генератора тока, интегрируюший конденсатор подключен к точкам соединения ф первого и второго диодов, дополнительный интегрирующий конденсатор - к точкам соединения третьего и четвертого диодов, а на вход первого генератора15 20 тока подано интегрируемое напряжениеи напряжение источника питания,На, чертеже дана структурная эпектрическая схема предлагаемого интегратораеОн состоит из двух генераторов 1 и2 стабильного тока, диодов 3-10, интегрирующих конденсаторов 11 и 12,Интегрирующего 13 и.управляющего 14входов, выхода 15, генератора 16 тактовых импульсов и порогового элемента 17 с входами 18, 19 и 20.Входы генератора 1 через диоды 3,4 и 5, 6 соединены с выходами генератора 2. Между входами генератора 1 ивыходами генератора 2 включены встречно диоды соответственно 7, 8 и 9, 10.Точки соединения диодов 7, 8 и 9, 10объединены и, образуют управляющийвход интегратора, который подключен кпервому выходу генератора 16. Второйвыход генератора 16 соединен с первыМ.входом элемента 17, второй и третийвходы которого подключены к выходамгенератора 2. Ко входу этого генератора через.потенпиометр подано эталонноенапряжение, Между точками соединениядиодов 3, 4 и 5, 6 и общей шиной включены интегрирующие конденсаторы 11и 12 соответственно, Интегрируемоенапряжение подано на вход генератора1 тока, куда подключен также минусисточника питания. Выход пороговогоэлемента 17 образует выход 15 интекораторавСхема работает следующим образом,При поступлении с генератора 16тактовых импульсов отрицательного управляющего импульса на вход 14 интегратора независимо от величины и знакасигнала, действующего на его интегрирующем входе 13, диоды 7, 8 и.4, 6не проводят, а диоды 9, 10 и 3, 5 проводят, При этом одновременно шунтируются оба выхода генератора 2 тока,а конденсаторы 11 и 12 подключаютсяко входам генератора 1 тока, стабильными токами 14 и 1,которого начинается заряд упомяйутых конденсаторов.Заряд конденсаторов 11 и 12 длится втечение времени Т, задаваемого генератором 16. Значение. токов 14 и 1 соответственно равны4 = о В а= овхгде 1 - ток пропорциональный напряжению источника Оисх,1 - напряжение входного сигналаОьк 75 30 35 40 45 50 55 Если У 0 = О, то заряд конденсаторов 11 и 12 протекает с одинвковойскоростью и за время Т напряжение наобоих конденсаторах достигнет одинакового уровня,При О0 скорость заряда конденсаторов различна и конечный уровеньнапряжения на них неодинаков. В момент, соответствующий окончанию .иьвнульсд Т, на вход 14 интегратора с генератора 16 начинает поступать положительное напряжение. При этом диоды7, 8 и 4, 6 проводят, а 9, 10 и 3, 5не проводят, что обуславливает прекращение заряда интегрируюших конденсаторов11, 12 токами 14 и 1. Разность конечных уровней напряжения на конденсаторах 11 и 12, полученная в результате заряда их токами 14 и 12, пройорциональна величине входного напряжения.В момент заканчивается первый иначинается второй такт интегрирования,вовремя которого оба конденсатора разряжаются одинаковыми стабильными токами генератора 2, пропорциональными напряжению эталонного источника О . Разрядобоих конденсаторов происходит до одного и того же уровня, заданного исто"ником опорного напряжения О, порогового элемента 17. Время разряда конденсаторов до опорного напряжения различно, так как одинаковой скорости разряда конденсаторов исходные уровни напряжения на них (конечные в конце первого такта) из-за наличия О т неодинаковы. Первым с опорным сравниваетсянапряжение конденсатора, имеющегоменьшее по величине исходное напряжение (в нашем случае конденсатора 11,сравнение происходит на входе 19 элемента 17), вторым- имеющего большоезначение исходного напряжения (т.е. конденсатора 12). Порядок сравнения напряжений на.конденсаторах зависит отполярности входного напряжения. Причемпри любой полярности Ох на выходеинтегратора формируется отрицательныйимпульс, длительность которого Ти равна разности между временами разрядапервого 11 и второго 12 интегрирующих конденсаторов.Разность Т = Т - Т пропорциоИнальна входному напряжению О, Пооле второго сравнения импульсом, поступающим с генератора 16 на вход 20 порогового элемента 17, последний возврацается и исходное состояние, Далеецикл повторяется.641462 Предлагаемый интегратор обладаетследующими важными свойствами,1. Интервал Ти, служащий меройизмеряемой величины, не зависит отдрейфа нулевого уровня интегратора ипорогового устройства, в том числе, величины опорного напряжения и стабильности источника О с, которые могутизменяться под действием климатических условий и времени,2. Благодаря симметричному входу и симметричной схеме интегратор обл дает высокой помехоустойчивостью, Работа интегратора не зависит от полярности входного сигнале. Смена полярности входного сигнала не требует переключения входных цепей.3. Симметричный выход схемы на пороговое устройство исключает влияние на погрешность интегрирования нелинейности пикообразных напряжений на конденсаторах 11 и 12, возникающий изза нагрузки конденсаторов токами в процессе сравнения их напряжений с опорным.4. Запаздывание ключей при переключении режима интегрирования измеряемого напряжения на режим интегрирования эталонного напряжения, не влияет на конечный результат, так как длительность выходного сигнала начинает формироваться после окончания режима переключения,5. Настройка интегратора проста (потенциометр на входе генератора 2)6, Схема обладает высокой технологичностью, так квк в качестве генераторов 1 и 2 тока используются транзисторные, а в качестве ключей- диодные сборки в интегральном исполнении.7. Схема не требует температурной стабилизации. 6Формула из обретения Интегратор, содержащий генераторытока, ключи, например, диоды, интегри 5 рующий конденсатор, генератор тактовых импульсов, пороговый элемент, источник эталонного напряжения и источник питания, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функцио 1 О нальных возможностей, в него введендополнительный интегрирующий конденсатор, входы первого генератора тока соединены с выходами второго через первый и второй, третий и четвертый диоды,15 пятый и шестой диоды включены встречно между входами первого генервторвтока, седьмой и восьмой - между выхдами второго генератора тока, ко входам которого подключен источник этэ 20 лонного напряжения, а точки соединенияпятого и шестого, седьмого и восьмогодиодов объединены и подсоединены к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого подклю 25 чен к первому входу порогового элемента, второй и третий входы которого подключены к выходам второго генераторатока, интегрирующий конденсатор подключен к точкам соединения первого и втоЗО рого диодов, дополнительный интегрирующий конденсатор - к точкам соединениятретьего и четвертого диодов, а навход первого генератора тока подано интегрируемое напряжение и напряжение35 источника питания.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР,М 116178, кл. Н 03 К 13/20,40 31,07.63,2. Авторское свидетельство СССРИ 9 229034 э клв Н 03 К 13/20 эСоставитель М. Аудр Техред Н. Анарейчук ррек ПодписиСР Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул Проектная, 4 Редактор Б ПавловЗаказ 7515/45 ТираЦНИИПИ Государствепо делам изобрете113035, Москва, Жного комитета ССий и открытий 35, Раушская наб, д 4/5 иценк