Интегрирующее устройство

89535 ПИСАНИЕ ЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ имое от авт. свидетельств/18 31292 но 23,11.1971 исоединением заявкоритет иковано 05 Х 11.1973. Бюллетень29опубликования описания 11.Х 1.1973 Е 681,332(088,8 Автор изобретени Г, М, Хаиндраваилисский научно-исследовательский инститприборостроения и средств автоматизации аявител ИНТЕГРИРУК)ЩЕЕ УСТРОИСТВ тся тем,ключен ко через поЙзобретение относится к вычислительной технике.Устройство может быть использовано как в электронных вычислительных машинах, так и в различных устройствах автоматики для интегрирования в течение длительного времени некоторой входной информации, представ. ленной в виде напряжения синусоидальной или аналоговой формььИзвестно интегрирующее устройство, содержащее интегрирующий усилитель с конденсатором,в цепи обратной связипороговый элемент, выход которого подключен к коммутатору и ко входу запоминающего преобразователя, сумматор, блок вычитания и управляемые с выхода коммутатора вентили.Для данного устройства характерны невозможность выполнения долговременного интегрирования синусоидального входного сигнала, низкая точность результата интегрирования, вызванная значительным временем разряда накопительного конденсатора интегрирующего усилителя; невысокая надежность и узкая область применения.Цель изобретения - повышение точности долговременного интегрирования и надежности работы устройства.Предлагаемое устройство отличаечто источник входного сигнала подвходу интегрирующего усилителя следовательно соединенные преобразовательполярности и входные управляемые вентили,выход усилителя - ко входу одного вЫходного управляемого вентиля непосредственно и5 через блок вычитания - ко,входу другоговыходного управляемого вентиля; выходы вен.тилей объединены и соединены с одним извходов порогового элемента и сумматора,другой вход порогового элемента и вход бло 10 ка вычитания подключены к источнику опорного напряжения,На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фланг. 2 - функциональная схема; на фиг. 3 (а, б, в, г) - виды15 спгналов в отдельных точках схемы (нафиг, З,а представлен вид изменения входногосигнала, на фиг. 3, б - график изменения напряжения,на выходе преобразователя, а нафиг, 3, в,г - виды изменения напряжения на20 входе и выходе порогового устройства).На фиг, З,а рассматривается случай сину.соидальпого входного сигнала, являющийсянаиболее характерным видом сигнала длямногих датчиков производительностей.25 Предлагаемое интегрирующее устройство(фиг. 1) состоит из преобразователя полярности 1, на одном пз выходов которого удерживается всегда положительная полярность сигнала, а на другом - отрицательная; входных30 управляемых вентилей 2 и 3, интегрирующегоусилителя 4, на Выход котороГО подключенывыходные управляемые вентили 6 и 7, причем вентиль 6 подключен непосредственно, авентиль 7 - через блок вычитания 5; порогоНОГО элемента Ь, Выход кйторОГО цодкл 101 ец ккомл утат 01) у 9, содержацем у сат 11 еск 41триггер и две схемы блоков согласованця(фиг. 2), н ко входу запомР 111 аю 1 цего,зреобразователя электронного сигнала в аналоговоецапряжецце 10. Последний содержит Рпо трцячейки двоично-десятцснЫх декадцьх счетчиков 11 (которые обладают свойством це разрушать накопленной информации прц выкл 10 чении пцта 10 Н 1 еГО напр 51 жения) и цифро-аналоговых преобразователей 12.Кроме того, интегрирующее устройство содержит инвертор 13 для иццертцроваНия полярности управляющего снгнала для входР 10 го вентиля 2, блок цифровой ицдикации 14 сдешнфраторами 15 и цифровыми индикаторами 16, блок запуска 17, сумматор 18, клеммы19 для 5 вывода результатов Интегрирован 1 ядвоично-десятичного числа и клеммы 20 длявывода результата в виде аналогоного напряжен,ия,В исходном состоянии, когда включены источники,питания, нажатием на ,кнопку К(фцг, 2) с блока запуска 17 ца блок запоминающего,преобразователя 10 подают импульссброса и устанавливают на нуль счетчики 11;соответственно на выходах устройства (клем.мы 19 и 20) также устанавливаются нули.Интегрирующий усилитель 4 запускаетсятакже от блока 17, для чего необходимо однократное наРкатРе на кнопку К (фиг, 2).При запуске устроРСз 5 ва на выходе блока 17формируются одновременно два сигнала.Один из них в виде электрического импульсаподается на коммутатор 9, и на его выходахобразуются два сигнала, удержива 1 ощие вентили 2 и 6 в открытом состоянии, а вентили3 и 7 - ,в закрытом. По другому сигналу свыхода блока запуска 17 электромагнитноереле Ро размыкает свой нормально закрытыйконтакт 1 Ро в обратной связи интегрирующего усилителя 4, а с помощью контакта 2 Ро переходит на самоблокировку (фцг. 2). С этогомомента интегрирующее устройство начинаетфункционировать.Следовательно, в начальньш момецт 10 интегрирующ 5 цй усцл 11 тель 4 интегрирует положительную состаВля 01 цуо входного сигнала,поступающего с одного нз ьыходов блока 1.Пройдя через отпертый вентиль 2, Оигнал подается,на вход интегрирующего уоилителя.Сигнал интегрирования отрицательной .полярности с выхода блока 4 чсрез открытыйвентиль б,подается на вход ,порогового элемента 8; здесь он сравнивается с опорным напряжением У,полоРкителш 101 полярности.Постоянное спорное напряжение +Ьпопадает на вход блока вычитания 5, ца другойвход которого подается интегрирующее напряженР 1 е отрицательной полярности. В блоке5 интегрирующее напряжение вычитается из5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 порогового. Результирующее напряжение поступает на вход вентиля 7, но,поскольку в данный, период вентиль 7 закрыт, на вход порогового элемента 8 оцо не попадает.Когда противополярцые напряжецця Е/, =- = - Ашт (фИГ. 3, В) СТЯНОВ 51 ТСЯ ОДР 1 НЬКОВЫМР 1, ца,выходе порогового элемента 8 образуется импульс счета (фиг. З,г), который одновременно поступает на вход коммутатора 9 и вход запомицаю 1 цего,преобразователя 10,Под действием импульса на блок 9 полярность управляющих сигналов на его выходах изменяется; следоватс;ьно, закрываются вентили 2 ц 6 и открываются вентили 3 ц 7. В момент псреключецн 5 вентилей напр 51 жения СУ и Уцп на входе блока 5 стацовятся равны нулю. Напряжение ца выходе того же блока также равно нулю. Переключением вентилей 2, 3, 6, 7 на вход интегрирующего усилителя 4 через открытый вентиль 3 подается входное напряжение отрицательной полярности, Полярность иптегрцру 10 щсго напряжения на выходе блошка 4 меняется (начинает уменьшаться накопленный отрицательный сигнал), Соответственно на выходе блока вычитания 5 (фиг. 2) начинает постепенно расти отрицательное напряжение, которое через открытый вентиль 7 подается ца вход порогового элемента 8. Таким образом обратный ход процесса интегрирования преобразуется в прямой.Это,преобразование происходит с помощью активного разряда конденсатора (подразумевается разряд конденсатора током, вызванным противополярным входным напряжением), при котором в момент полного разряда (нулевое Р 1 апря 1 кение на выходе интегрирующего усилителя) нарастающее напряжение на входе порогового элемента снова достигает порогового уровня, так как на входе блока вычитания 5, в качестве которого используется операционный усилительработа 1 ощий в ре. жиме суммирования с одновременным ицвер. т 11 ровацием знака входного напряжения, ме. няющееся интегрирующее напряжение отрица- тельной полярности постоянно вычитается из опорного У, явля 1 ощегося,пороговым на 5 пряжецием положительной полярности, которое одновременно подается на вход порогового элемента 8. В период обратного хода процесса интегрирования вентиль 7, подключен.ный на выходе блока вычитания 5, находится в открь 1 том состоянии, и результирующее напряжение подается ца другой вход порогового элемента 8.СледоваТельно, переменная составляюшая ступенчатого интегрирования, выдаваемая интегрирующим усилителем 4 одновременно на вход порогового элемента 8 и па один из входов сумматора 18 каждый раз, достигнув уровня пороГового цапря кения +Сl, скачкообразно сбрасывается ца нуль. Время сбрась 1 вация ца нуль определяется,продолжительностью переклОчения электронных вентилей, в результате чего практически устраняет 389515ся погрешность Рсстегрировасния, вызванная потерей входной информации во время каждого очередного сброса на нуль Рснтегрирующего усилителя 4.Вид изменения переменной составляющей 5 долговременного интегрирования изОбражен на фиг. З,в.Импульсы счета с выхода порогового элемента 8 (фРРГ. З,г) поступаот таскке на вход запоминающего преобразователя 10,. где счи тываются с помощью двоично-десятичных счетчиков П, и, с одной стороны, через дешРсфраторы 15 индццпруются цифроВыми Рндикаторамп 1 б, а, с другой егоровы, с помощью цифро-аналоговых преобразователей 15 12 преобразуется в аналоговое напряжение.Максимальное количество импульсов. которое можно записать в счетчиках 11 запоминающего устройства 10, соответствует десятичному числу 999. 20Питание каждой ячейки цифро-аналоговых преобразователей 12 одцРР стабплизцрован- НЕЙМ ЭТа сосцлЫМ НаПРЯКЕНИЕМ - У С ПОСЛЕ- дующим масштабированием и су:РРмированием сигналов в блоке 18 улучшает условия рабо ты электроцных к.лючей цифро-аналоговых преобразователесс, Это существенно повышает точность работы цифро-аналоговых преобразователей 12 ц тем самым всего интегрирующего устройства. 30Таским образом, на входе блока 18 складываются одновремесно четыре составляющих РсапряженРРЯ интегрирования, три из которых снимаются с выходов блока 12, а одна - с выхода интегрирующего уоилителя 4 через 35 вентиль б в случае прямого:хода проце.са интегрирования ц через блок вычитания б ц вентиль 7 прн обратном ходе пропцесса.Включеше в цепь обратной связи Операционного усилителя сумматора 18 конденсатора С (фпг. 2) позволяет добиться доста точной инерционности сумматора, что цеобхо- ДИМО ДЛЯ УСтРаНЕНИЯ СнаЧКОВ Ц РаЗРЫВПОСТИ процесса интегрировачия. Это обеспечивает плавность изменения выхо;шого цапряжессня. Предмет изобретенияИнтегрирующее устройство. содерка и сее сцнтегрцруюший усилитель с конденсатором в цепи обратной связи, пороговый элемент, выход которого подключен к коммутатору и кс; входу запоминалощего преобразовате.ля, сумматор, блок вычитания и управляемые с выхода коммутатсра гепти.сп, отлцчассчс 1 еесл тем, что, с Релью повышения точссости:солговременного интегрирования и надежности устройства, источник Входного сигнала подключе: ко входу интегрирующего усилителя через последовательно соединенные преобразс;вате,ль погсяпнсстп и пхо:Рные управ,1 яе.сНе ВенТП,Ц, ЕыксД УСЦЛ ЦТЕГсЯ - КО ВХОДУ ОДНОГО ВЫХсДПОГО УПРаГ 1 ЯЕМОГО ВЕсстн 1 Я НЕ соецЕДСТ- венпо ц через блок вычитания - ко входу дпугого свыходного управляемого вентиля, гыходы вентилей объелисены и соединены с однл 1 Из входов порогового э,люента и суматора, другой вход порогового элемента и вход блока вычитания подключены к источнику опорного напряжения, 389515389515 г Составитель С. Беланфедотов Техред Т. Курилко дак аказ 2933 16 Подписцо в СССР Типография, пр. Сапунова, 3 Изд.78 ИПИ Государственно по делам и Москва, Ж-З)1 1) 1 Тираж 647 комитета Соната Мцнцс бретеций и открытий Раушская наб., д. 4/5 ректоры: Н. Учакина и 3. Тарасова