Интегратор

 

Союз Ссветскнх

Сациалнстнческнх

Республик

К A8TOPCNOhAY СВИДЕТЕЛЬСтву (61) Дополнительно к авт, свид-B) — (22) 3 а явлено 22,02.79 (21) 2728513« 18-24 с присоединением заявки Хе— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень X- 9 (45) Дата опубликования описания 09.03.81 (51) М.Кл.з G 06 G 7/184

Государственный комитет по делам изобретений и открытнй (53) УДК 681.335 (088.8) (72) Автор изобретения

Н. И. Коровин

Специальное конструкторское бюро по приборостроению (СКБприбор) (71) Заявитель (54) ИНТЕГРАТОР

11зобретс««Г«с относится к вычислительной технике, а именно к аналоговым устройствам для выполнения вычислительной операции интегрирования.

Известиb«интеграторы с одним заземлс««Г«ым конденсатором, содержащие RCпспь с заземленным конденсатором, общая точка которой подключена к неинвертирующсму усилителю, подключенному своим выходом к выходной клемме интегратора (11 «)

Нсдостатком известных интеграторов является невозможность работы от высокоомного симметричного относительно земли источника входного сигнала. Для осуществлс ия такой возможности потребовалось бы включать на его входе дополнительные согласующие устройства типа измерительных усилителей, что усложняет устройство в целом; малые функциональные возможности этих интеграторов обусловлены наличием только одного несимметричного относительно земли входа, в связи с чем ка.кдый из них может быть только инвертпрующим или только неинвертирующим.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является интегратор с одним заземленным конденсатором, содержащий пооследовательную RC-цепочку с заземленным конденсатором, к входу которой подключен выход основного операционного усилителя, а к выходу — вход повторителя напряжения; первый резистивный усилитель, подклю «cHH«l««первым крайним выводом к выходу основного операционного ус, т„теля, а средним выводом к его инвср-, «руюп«ему входу; второй резистивный де,п«тель, подключенный первым выводом к

Выхо.«у повторителя напряжения (3). Этот

;.ВВест ый интегратор (прототип) имеет те жс обусловленные наличием несимметричного относительно земли входа недостатки, ",. с. и:возможность работы от симметричного относительно земли, в особенности высокоомного, источника входного сигнала.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона входных сигГ! а, Г о В .

Достигается это тем, что интегратор, со,.«сржащий интегрирующую RC-цепь, включенную между выходом основного операциоп« ого ус «лптсля и шиной нулевого потенциала, повторитель напряжения, вход которого подключен к общему выводу конденсатора и резистора интегрирующей RC-цепи. первьш резистнвпый делитель, один из

«райних выводов которого подключен к выходу основного операционного усилителя. а средний вывод соединен с инвертирующим

ЗО входом основного операционного усилителя, 811284 содержит дополнительный операционный усилитель и второй резистивный дслитсль, включенный последовательно с первым рсзистивным делителем, причем общий выво.! первого и второго резистивных делителей подключен к выходу дополнительного операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с сред>шм выводом второго резистивного делителя, второй вывод которого под«,чючен к выходу повторителя напряжения, а неинвертирующие входы опсрационпых усилителей являются входными шинами интегратора.

На чертеже приведена электричсска я принципиальная схема интегратора.

Интегратор содержит интегрирующую

RC-цепь на резисторе 1 и заземленном кон,.!Снсаторе 2, к входу которой подключен выход основного операционного усилителя

8, а к выходу — вход повторителя напряжения 4 на операционном усилителе, первый резистивный делитель на резисторах 5, 6, по,(ключенный первым крайним выводом

7 и выходу основного операционного усилителя 8, а средним выводом 8 — к его инвсртпрующсму входу; второй резпстивный .:!елитсль на резисторах 9, 10, подключенный первым выводом 11 к выходу повторителя напряжения 4, дополнительный операционный усилитель 12, инвертирующий вход которого подключен к среднему выводу 18 второго резистивпого делителя, а выход— к вторым крайним выводам 14, 15 соответственно первого и второго резистивных делителей, Hpll этом не!и!Вертиру!Ощие входы

Операционных усилитслей соединены с соответствующими входными шинами 16, 17, а выход повторителя напряжения — с выходной клем;,ioi 18, !(Онденсатор 2 заземлен через клемму 19. Дополнительный операционный усил !тель 12, операционный усилитель 8 и резисторы 5, 6, 9, 10 образу!от измерительный усилитель с выс",: им входным сопротивлением, клеммы 1б, 17 которого являются соответственно нсинвсртирующим и инвсртирующим вхочами.

Интегратор работает следующим образом.

Сопротивления резисторов 5, б, 9 и 10 равны. Измерительный усилитель усиливает с коэффициентом 2 напряжение входного сигнала от симметричного относительно земли Высокоомного источника, при этом синфазное напряжение на входных клеммах, равное полусумме потенциалов входных шин 16, 17 относительно земли, подавляется, Выходное напряжение измерительного усилителя, являющееся разностью потенциалов между точками 7, 11, приложено благодаря эквппотенциальности входа и выхода повторителя напряжения 4 также и к резистору 1 RC-цепи. Под действием приложенного к резистору 1 напряжения, равпого удвоенной величине входного напряжения, протекает ток заряда конденсатора

2. Величина тока заряда конденсатора 2 определяется только величиной входного напряжения и coпротивления резистора 1, IIpll неизменном входном напряжении заряд конs,д-енсатора осуществляется линейно. Постоянная времени интегрирования 7 „определяется по формуле

Т„- .,C, где К вЂ” коэффициент усиления измерительного усилителя (в нашем случае 2);

RC — сооственная постоянная времени RC-цепи.

Постоянную времени интегратора можно изменять путем изменения коэффициента усиления измерительного усилителя, напримср, путем подключения дополнительного резистора между выводами 8, 18. При подключении и шине нулевого потенциала шины 16 интегратор превращается в инвертирующий с несимметричной подачей входного сигнала, при подключении же к шипе нулевого потенциала шины 17 интегратор становится неинвсртирующим с несимметричнойой подачсй входного сигнала. Наиболес же общим случаем является подача на интегратор B«oziioio сигнала От симметричного относительно земли источника входного сигнала, при этом шины 16, 17 подключа.от к выводам источника входного сигнала. Входное сопротивление интегратора является высоким (более 100 МО!О, благодаря чему Возможна работа от высокоомного исто шика си!ч!ал. Входное сопротивление

IIEiTQI PBTOPB ООУСЛОВ.ЧСНО ВЫСОКИМ ВХОДНЫМ сопротивлением двух входящих в измери40 тсльпь!й усилитель пеинвертируюших усилителей, первьш из которых собран на операционном усилителе 8 и резисторах 5, 6, а второй - II2 операционном усилителе 12 и рез!!стора 9, 10, Входное же сопротив45 ioiiiie непнвсртируюп;его усилителя равно произведспшо собственного входного сопротивления операционного усилителя (более

0,3 МОВ) па отношеш!с коэффициента усилен:!я операционного усилителя при разом«нутой обр"т-ной связи (более 10 ) к коэффициенту усиления при замкнутой обратной связи (в нашем случае 2) .

Формула изобретения

Интегратор, содержащий интегрирующую ЯС-цепь, включенную между. выходом

ocEioBIIoI операционного усилителя и шиной нулевого потенциала, повторитель напря>ксп!!я, вход которого подключен к общему выводу конденсатора и резистора интегрирующей RC-цепи, первый резистивный делитель, один из крайних выводов которого под«лючен к выходу основного операциОнного усил!(теля. а спи чний ньтиа ч сс чи

811284 р

Составитель С. Белан

Техред О. Павлова

Корректор И. Осиповская

Редактор Е. Гончар

Заказ 216/223 Изд. № 219 Тираж 497 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент» нен с инвертирующим входом основного операционного усилителя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона входных сигналов, он содержит дополнительный операционный усилитель и второй резистивный делитель, включенный последовательно с первым резистивным делителем, причем общий вывод первого и второго резистивных делителей подключен к выходу дополнительного операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен со средним выводом второго резистивного делителя, второй вывод которого подключен к выходу повторителя напряжения, а неинвертирующие входы операционных усилителей являются входными шинами интегратора.

Источш1ки информации, принятые во

5 внимание при экспертизе:

1. Кустов О. В., Лундин В. 3. Операционные уаилителн в линейных цепях..Ч., Связь, 1978, с. 56.

1О 2. «Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике ТИИЭР», перевод с английского, 1978, т. 66, чв 5, с. 79 — 80, 3. Электроника, русск. перевод, М 7, 1974, с. 72 — 73 (прототип).