ИНТЕГРАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

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 (т.е. интегрирующего ОУ) (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.
Известны также интеграторы, в которых используются цепи отрицательной обратной связи по постоянному напряжению, с помощью которых устраняется эффект накопления погрешностей от интегрирования входного тока и напряжения смещения ОУ (см. Зыкин Ф.А., Казаков М.К. Интеграторы периодических сигналов / Изв. ВУЗов. Энергетика -1988.- №7). Недостатками таких устройств является появление погрешностей интегрирования и увеличение инерционности из-за введения дополнительных обратных связей.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому решению по совокупности признаков является интегратор периодических напряжений, содержащий интегрирующий ОУ, вход которого является входом интегратора, и ключ, подключенный параллельно конденсатору интегрирующего ОУ (см. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. -М.: Мир, 1983.- T.1.- C.208), который принят за прототип.
В таком устройстве погрешность от интегрирования входных токов и напряжения смещения снижается периодическим разрядом конденсатора интегрирующего ОУ с помощью замыкания ключа в течение коротких разрядных импульсов, подаваемых на вход управления ключа. Но, это приводит к возникновению погрешностей интегрирования в режиме длительного интегрирования, поскольку замыкание ключа производится в произвольные интервалы времени, что выражается в потере информации о выходном напряжении.
Сущность предложения состоит в стремлении получить технический результат, заключающийся в снижении погрешностей интегрирования, возникающих из-за отсутствия синхронизации между интегрируемым напряжением и разрядными импульсами.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном интеграторе переменного напряжения, содержащем интегрирующий операционный усилитель, вход которого подключен к источнику сигнала, а выход является выходом устройства, причем в обратной связи усилителя включен разрядный ключ, особенность заключается в том, что в него введены компаратор напряжения и одновибратор, причем вход компаратора соединен с источником сигнала, а выход подключен к входу одновибратора, выход которого соединен с входом управления разрядного ключа.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем признакам заявленного решения, а определение из перечня аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле полезной
модели. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию «новизна».
На чертежах представлено: на фиг.1 изображена схема интегратора; на фиг.2 приведены графики напряжений, поясняющие работу устройства.
Интегратор содержит (фиг.1): источник сигнала 1, интегрирующий ОУ 2, разрядный ключ 3, компаратор напряжения 4, одновибратор 5.
вх
Работа устройства осуществляется следующим образом. Входное переменное напряжение u (фиг.2а) подается вход интегрирующего ОУ 1 и на вход компаратора 4, выходное напряжение которого имеет прямоугольную форму (фиг.26), поскольку с помощью компаратора 4 осуществляется сравнение входного напряжения с нулевым уровнем.
При наличии переднего фронта одновибратор 5 вырабатывает короткие (относительно периода входного напряжения) импульсы (фиг.2в), которые подаются на вход управления разрядного ключа 3, последний замыкается, осуществляя принудительную фиксацию нулевого уровня. При этом выходное напряжение имеет вид, показанный на фиг.2г, т.е. накопления погрешности из-за интегрирования напряжения смещения и входных токов не происходит. Также не происходит потери информации о выходном напряжении вследствие наличия синхронизация между входным напряжением и разрядными импульсами.
В качестве компаратора 4 целесообразно использовать специальный компаратор в интегральном исполнении.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о том, что устройство, воплощающее заявленную полезную модель при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно заявленная полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».