ИНТЕГРАТОР С КОРРЕКЦИЕЙ СМЕЩЕНИЯ НУЛЕВОГО УРОВНЯ

ИНТЕГРАТОР С КОРРЕКВДЕЙ СМЕЩЕНИЯ НУЛЕВОГО УРОВНЯ
Полезная модель относится к автоматике, вычислительной технике, в частности, к электроизмерительной технике.
Известны интеграторы напряжения на основе операционного усилителя (ОУ) с резистором на входе и конденсатором в цепи обратной связи (см.Гутников B.C. Интегральная электроника в электроизмерительных устройствах. - Л.: Энергоатомиздат, 1988. - С.94). Недостатком таких устройств является накопление погрешности в режиме длительного интегрирования из-за наличия входного тока и напряжения смещения используемого ОУ, а также отсутствия отрицательной обратной связи по постоянному напряжению.
Наиболее близким устройством того же назначения является интегратор, содержащий источник сигнала, операционный усилитель, первый и второй резисторы, первый конденсатор, причем второй резистор включен между инвертирующим входом и выходом ОУ, являющимся выходом интегратора, который через последовательно соединенные первый конденсатор и первый резистор соединен с источником сигнала (см.Хоровиц П, Хилл У. Искусство схемотехники.- М.: Мир, 1983.- С.208), принятый за прототип.
В таком устройстве снижено влияние интегрирования напряжения смещения и входных токов. На фиг.1 приведена схема интегратора для постоянного напряжения, на основании которой можно найти смещение нуля на выходе устройства:
UCM  ± JcMR2 ±EcMR2/Ri 3(1)
где JCM - входной ток ОУ; ЕСМ - напряжение смещение. Причем, основной вклад вносит второе слагаемое в формуле (1), поэтому смещение нулевого уровня в прототипе достигает заметной величины, что является недостатком прототипа.
2 Ъ 00 1 О О
ШК G06 G7/186
Сущность полезной модели состоит в стремлении получить технический результат, заключающийся в снижении смещения нулевого уровня интегратора.
Указанный технический результат достигается тем, что в интеграторе с коррекцией смещения нулевого уровня, содержащем источник сигнала, операционный усилитель, первый и второй резисторы, первый конденсатор, причем второй резистор включен между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, являющимся выходом интегратора, который через последовательно соединенные первый конденсатор и первый резистор соединен с источником сигнала, особенность заключается в том, что точка соединения первого резистора и первого конденсатора через второй конденсатор соединена с инвертирующим входом операционного усилителя.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем признакам заявленного изобретения, а определение из перечня аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отнощению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию новизна.
На чертежах представлено: на фиг.1 изображена схема замещения прототипа для постоянного напряжения; на фиг.2 изображена схема предложенного устройства.
Оно содержит источник входного сигнала 1, который через первый резистор 2 и второй конденсатор 3 подключен к инвертирующему входу ОУ 4, выход которого является выходом интегратора. В цепи отрицательной обратной связи ОУ включен второй резистор 5, а между выходом ОУ и точкой соединения первого резистора 2 и второго
- 2 конденсатора 3 включен первый конденсатор 6.
В динамике интегратор работает следующим образом.
Входное напряжение подается с выхода источника сигнала 1. Для коррекции нулевого уровня интегратора введены второй резистор 5 и второй конденсатор 3. В итоге смещение нулевого уровня интегратора на выходе интегратора ограничивается напряжением:
UCM  ± JcMRs ± ЕСМ ,(2)
где JCM - входной ток ОУ 4 по инвертирующему входу; RS - сопротивление второго резистора 5, что существенно меньше, чем в прототипе, поскольку можно выбрать ОУ с очень малыми входным током и напряжением смещения. Это объясняется тем, что в прототипе, для обеспечения малых погрешностей интегрирования необходимо выбирать большое значение отношения сопротивлений R2/Ri (100 и более), поэтому даже при малом напряжении смещения ОУ смещение нулевого уровня в прототипе определяется вторым слагаемым в (1) и существенно выше, чем в предложенном устройстве.
Частотная передаточная функция предложенного интегратора определяется выражением:
K(ow) -l/(3a)R2C6)Cl/(l-e(dw)) ,(3)
где R2 и Сб -соответственно сопротивление первого резистора 2 и емкость первого конденсатора б; е(зи)) - коэффициент, определяющий погрешности интегратора:
еСоо)) - l/(a)R2C6R5C3)Cl/w + J (К2Сб + R2C3)3 , (4) где RS и Сз -соответственно сопротивление второго резистора 5 и емкость второго конденсатора 3. Из выражений (3) и (4) видно, что погрешности снижаются при увеличении постоянной времени (R5C3), причем увеличение емкости Сз не сопровождается увеличением смещения нулевого уровня, что следует из выражения (2).
о
ЧТО средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно заявленная полезная модель соответствует условию промыпшенная применимость.
iiD-00 -{(ОО  - 4 ФОРМУЛА