SU811284A1 - Интегратор - Google Patents

Description

(54) ИНТЕГРАТОР

Изобретение относитс  к вычислите.дьной технике, а именно к аналоговым устройствам дл  выполнени  вычислительной операции интегрировани .

Известны интеграторы с одним заземленным конденсатором, содержащие RCцепь с заземленным конденсатором, обща  точка которой подключена к неинвертирующе .му усилителю, подключенному своим выходом к выходной клемме интегратора

1, 2.

Недостатком известных интеграторов  вл етс  невозможность работы от высокоомного симметричного относительно земли источника входного сигнала. Дл  осуществлени  такой возможности потребовалось бы включать на его входе дополнительные согласующие устройства типа измерительных усилителей, что усложн ет устройство в целом; малые функциональные возможHocTii этих интеграторов обусловлены наличием только одного несимметричного относительно земли входа, в св зи с чем каждый из них может быть только инвертирующим или только неинвертирующим.

Наиболее близким к предлагаемому техническому рещению  вл етс  интегратор с одним заземленным конденсатором, содержащий иооследовательную КС-цепочку с заземленным конденсатором, к входу которой подключен выход основного операционного усилител , а к выходу - вход повторител  напр жени ; первый резистивный усилитель , подключенный первым крайним выводом к выходу основного операционного усилител , а средним выводом к его инвертирующему входу; второй резистивный делитель , подключенный первым выводом к выходу повторител  напр жени  3. Этот известный интегратор (прототип) имеет те же обусловленные наличием несимметричного относительно земли входа недостатки, т. с. невозможность работы от симметричного относительно земли, в особенности вы-, сокоомного, источника входного сигнала.

Целью изобретени   вл етс  расщире-; ние динамического диапазона входных сигналов .

Достигаетс  это тем, что интегратор, содержащий интегрирующую RC-цепь, включеиную между выходом основного операционного усилител  и щиной нулевого потенциала , повторитель напр жени , вход которого подключен к общему выводу конденсатора и резистора интегрирующей RC-ueпи , первый резистивный делитель, один из крайних выводов которого подключен к выходу основного операционного усилител ,а средний вывод соединен с инвертирующим входом основного операционного усилител ,

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 усилител , инвертирующий вход которого соединен с средним выводом второго резистивного делител , второй вывод которого подключен к выходу повторител  напр жени , а неинвертирующие входы операциоппых усилителей  вл ютс  входными щипами интегратора.

На чертеже приведена электрическа  принципиальна  схема интегратора.

Интегратор содержит интегрирующую RC-цепь на резисторе / и заземленном конденсаторе 2, к входу которой подключен выход основного операционного усилител  3, & к. выходу - вход повторител  напр жени  4 на операционном усилителе, первый резистивный делитель на резисторах 5, 6, подключенный первым крайним выводом 7 к выходу основного операционного усилител  3, а средним выводом 8 - к его инвертирующему входу; второй резистивный делитель на резисторах 9, 10, подключенный первым выводом 11 к выходу повторител  напр жени  4, дополнительный операционный усилитель 12, инвертирующий вход которого подключен к среднему выводу 13 второго резистивного делител , а выход - к вторым крайним выводам 14, 15 соответственно первого и второго резистивных делителей , при этом неинвертирующие входы операционных усилителей соединены с соответствующими входными шинами J6, 17, а выход повторител  напр жени  - с выходной клеммой 18. Конденсатор 2 заземлен через клемму 19. Дополнительный операциониый усилитель 12, операционный усилитель 3 и резисторы 5, 6, 9, 10 образуют измерительный усилитель с высоким входным сопротивлением, клеммы 16, 17 которого  вл ютс  соответственно :неинвертирующим и инвертирующим входами.

Иитегратор работает следующим образом .

Сопротивлени  резисторов 5, 6, 9 и 10 равны. Измерительный усилитель усиливает с коэффициентом 2 напр жение входного сигнала от симметричного относительно земли высокоомного источника, при этом синфазное напр жение на входных клеммах, равное полусумме потенциалов входных щин 16, 17 относительно земли, подавл етс . Выходное напр жение измерительного усилител ,  вл ющеес  разностью потенциалов между точками 7, 11, приложено благодар  эквипотенциальности входа и выхода повторител  напр жени  4 также и к резистору / RC-цепи. Под действием приложенного к резистору 1 напр жени , равного удвоенной величине входного напр жени , протекает ток зар да конденсатора

2. Величина тока зар да конденсатора 2 определ етс  только величиной входного напр жени  и сопротивлени  резистора 1, при неизменном входном напр жении зар д конденсатора осуществл етс  линейно. Посто нна  времени интегрироваии  У „ определ етс  по формуле

,- ЛС,

Т

II

где /С - коэффициент усилени  измерительного усилител  (в нащем случае 2);

RC - собственна  посто нна  времени RC-цепи.

Посто нную времени интегратора можно измен ть путем изменени  коэффициента усилени  измерительного усилител , например , путем подключени  дополнительного резистора между выводами 8, 13. При подключении к шине нулевого потенциала щины 16 иптегратор превращаетс  в инвертирующий с несимметричной подачей входного сигнала, при подключении же к шине нулевого потенциала шины 17 интегратор становитс  неинвертирующим с несимметричной подачей входного сигнала. Наиболее же общим случаем  вл етс  подача на интегратор входного сигнала от симметричного относительно земли источника входного сигнала, при этом щины 16, 17 подключают к выводам источника входного сигнала . Входное сопротивление интегратора  вл етс  высоким (более 100 МОм), благодар  чему возможна работа от высокоомного источника сигнала. Входное сопротивление интегратора обусловлено высоким входным сопротивлением двух вход щих в измерительный усилитель неинвертирующих усилителей , первый из которых собран на операционном усилителе 3 и резисторах 5, 6, а второй - на операционном усилителе 12 и резисторах 9, 10. Входное же сопротивление неинвертирующего усилител  равно произведению собственного входного сопротивлепи  операционного усилител  (более 0,3 МОм) на отнощение коэффициента усилени  операционного усилител  при разомкнутой обратной св зи (более ,10) к коэффициенту усилени  при замкиутой обратной св зи (в нашем случае 2).

Claims (3)

1. Кустов О. В., Лундин В. 3. Операционные усилители в линейных цеп х. М., Св зь, 1978, с. 56.

2. «Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике ТИИЭР, перевод с английского, 1978, т. 66, № 5, с. 79-80.

3. Электроника, русск. перевод, № 7,

1974, с. 72-73 (прототип).