SU1478231A1

SU1478231A1 - Analog integrator

Info

Publication number: SU1478231A1
Application number: SU874175925A
Authority: SU
Inventors: Юрий Федорович Михайлов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2672
Priority date: 1987-01-05
Filing date: 1987-01-05
Publication date: 1989-05-07

Abstract

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике ,в частности, оно может быть использовано в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных устройствах. Цель изобретени - повышение точности интегрировани . Аналоговый интегратор содержит интегрирующий усилитель 1 на операционном усилителе 2 с входными резисторами 3, 4 и конденсатором 5 в цепи обратной св зи, ключ 6, ограничивающие резисторы 7 и 8, разделительные диоды 9, 10, дифференциальный усилитель 11, дополнительный ключ 12, причем резистор 8 и диоды 9, 10 образуют нелинейный двухполюсник 13. Использование изобретени позвол ет повысить точность и быстродействие аналогового интегратора, исключить элементы регулировки и тем самым снизить производственные и эксплуатационные расходы. 1 ил.The invention relates to automation and computing, in particular, it can be used in analog and analog-digital computing devices. The purpose of the invention is to improve the accuracy of integration. The analog integrator contains an integrating amplifier 1 on the operational amplifier 2 with input resistors 3, 4 and a capacitor 5 in the feedback circuit, a switch 6, limiting resistors 7 and 8, separation diodes 9, 10, a differential amplifier 11, an additional switch 12, and a resistor 8 and the diodes 9, 10 form a non-linear two-port network 13. The use of the invention improves the accuracy and speed of the analog integrator, eliminates adjustment elements and thereby reduces production and operating costs. 1 il.

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности, оно может быТь использовано в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных устройствах.The invention relates to automation and computer technology, in particular, it can be used in analog and analog-to-digital computing devices.

Целью изобретения является повышение точности интегрирования.The aim of the invention is to improve the accuracy of integration.

На чертеже, представлена функциональная схема аналогового интеграто- fo ра. .In the drawing, a functional diagram of an analog integrator is presented. .

Аналоговый интегратор содержит интегрирующий усилитель 1 на операционном усилителе 2 с входными резисторами 3 и 4 и конденсатором 5 в цепи 15 обратной связи,.ключ 6, ограничивающие резисторы 7 и 8, разделительные диоды 9 и 10, дифференциальный усилитель 11, дополнительный ключ 12, причем резистор 8 и диоды 9 и 10 об- 20 разуют нелинейный двухполюсник 13.The analog integrator contains an integrating amplifier 1 on an operational amplifier 2 with input resistors 3 and 4 and a capacitor 5 in the feedback circuit 15, .key 6, limiting resistors 7 and 8, isolation diodes 9 and 10, differential amplifier 11, additional switch 12, and resistor 8 and diodes 9 and 10 form a nonlinear bipolar 13.

Интегратор работает следующим образом.The integrator works as follows.

При разомкнутом ключе 6 и замкнутом ключе 12 интегратор работает 25 обычным образом: входной ток, обусловленный наличием входного напряжения, благодаря большой величине коэффициента усиления операционного усилителя 2 протекает через интегрирующий кон- 30 денсатор 5,. напряжение на котором «изменяется пропорционально входному 'току (напряжению) и времени его действия (при наличии постоянной состав-, ляющей входного тока). 35With the open key 6 and the closed key 12, the integrator operates 25 in the usual way: the input current, due to the presence of the input voltage, due to the large gain of the operational amplifier 2 flows through the integrating capacitor 30 ,. the voltage at which "varies in proportion to the input current (voltage) and the time of its action (in the presence of a constant component of the input current). 35

При задании начальных условий (Ugy=0) ключ 6 замыкается, а ключ 12 размыкается, что приводит к замыканию обратной связи по цепи: выход интегратора - неинвертирующий вход 40 дифференциального усилителя 11 ключ 6 - диод 9 или 10—резистор 8 резистор 4.When setting the initial conditions (Ugy = 0), key 6 closes, and key 12 opens, which leads to feedback loop closure: the integrator output is a non-inverting input 40 of the differential amplifier 11 key 6 is a diode 9 or 10 is a resistor 8 resistor 4.

При этом напряжение на выходе интегратора становится равным напряже- 45 нию, поданному на вход начальных условий (U_{BX HV}). Диоды 9 и 10 служат для уменьшения времени заряда конденсатора 2, так как при большой разнице между напряжением на выходе интегра- jg тора и входе задания начальных условий напряжение на выходе усилителя 2 велико и диод 9 или 10 в зависимости от полярности напряжения открыт.In this case, the voltage at the output of the integrator becomes equal to the voltage applied to the input of the initial conditions (U _{BX HV} ). Diodes 9 and 10 serve to reduce the charge time of the capacitor 2, since with a large difference between the voltage at the output of the integrator jg and the input of the initial conditions, the voltage at the output of amplifier 2 is large and the diode 9 or 10 is open depending on the polarity of the voltage.

В этом случае длительность фронта вы-55 ходного напряжения интегратора определяется максимальным напряжением дифференциального усилителя 11 и величинами резистора 4 и конденсатораIn this case, the duration of the front of the output voltage of the integrator is determined by the maximum voltage of the differential amplifier 11 and the values of the resistor 4 and the capacitor

5. Так как резистор 4 служит только для ограничения максимального тока заряда, то величина, его может быть выбрана достаточно'малой, что определяет и большую скорость нарастания выходного напряжения интегратора. При напряжении на выходе интегратора, близком к требуемому, диоды 9 и 10 закрыты, усилитель II находится в линейном режиме, и время установления выходного напряжения интегратора в этом случае определяется произведением величин резистора 8 и конденсатора 5, уменьшенным в коэффициент усиления усилителя 11 При правильном выборе параметров схемы общее время установления не. превышает 5-10 мс при С=1 мкФ.5. Since the resistor 4 serves only to limit the maximum charge current, the value can be chosen small enough, which determines the high slew rate of the output voltage of the integrator. When the voltage at the output of the integrator is close to the required, the diodes 9 and 10 are closed, the amplifier II is in linear mode, and the time to establish the output voltage of the integrator in this case is determined by the product of the values of the resistor 8 and the capacitor 5, reduced by the gain of the amplifier 11 If selected correctly circuit parameters the total settling time is not. exceeds 5-10 ms at C = 1 μF.

После того, как напряжение на выходе интегратора установится равным напряжению начальных условий, интегратор переводится в режим интегрирования, т.е. ключ 6 размыкается, а ключ 12 замыкается. При этом возможно прохождение сигнала помехи от переключения, на интегрирующий конденсатор .After the voltage at the output of the integrator is set equal to the voltage of the initial conditions, the integrator is transferred to the integration mode, i.e. the key 6 is opened, and the key 12 is closed. In this case, it is possible for an interference signal to pass from switching to an integrating capacitor.

Однако в предлагаемом интеграторе . переключение контактов происходит > при закрытых диодах (величина резистора 8 достаточно велика). Если учесть, что помеха от переключателя имеет токовый характер (т.е. выходное сопротивление источника помехи велико), а сопротивление резистора 7 много меньше сопротивления резистора 8, то происходит шунтирование сигнала помехи через резистор,7 на шину нулевого потенциала. После того, как ключ 6 замкнется на шину нулевого потенциала, на входе интегратора отсутствует не только переменная составляющая помехи, но и составляющая, обусловленная постоянными токами утечки.However, in the proposed integrator. contact switching occurs> when the diodes are closed (resistor 8 is quite large). If we take into account that the interference from the switch has a current character (i.e., the output resistance of the interference source is large), and the resistance of resistor 7 is much less than the resistance of resistor 8, then the interference signal is shunted through resistor 7 to the zero potential bus. After the key 6 is closed on the bus of zero potential, at the input of the integrator there is not only a variable component of the interference, but also a component due to direct leakage currents.

Таким образом, использование предлагаемого интегратора позволяет повысить точность и быстродействие, исключить элементы регулировки и тем самым снизить производственные и эксплуатационные расходы.Thus, the use of the proposed integrator allows to increase the accuracy and speed, to exclude control elements and thereby reduce production and operating costs.

Claims

Claim

An analog integrator containing an integrating amplifier, the output of which is the output of the integrator, a differential amplifier and the first switch connected to its output, two limiting resistors, one of the terminals of the first of which is connected to the zero potential bus, and two parallel-parallel dividing a diode and a second key, characterized in that, in order to increase integration accuracy, the input of the second key is connected to the zero potential bus, and the output is connected to the output of the first key, the second output of the first limiting resistor th through parallel connected second limiting resistor and counter-parallel connected diodes connected to the input of the initial conditions of the integrating amplifier, the output of which is connected to the non-inverting input of the differential amplifier, the inverting input of which is connected to the input of the initial conditions of the integrator, information input connected to the information input of the integrating amplifier.