ИНТЕГРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

ИНТЕГРАТОР 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.Гутнмков 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, включающие инерционные элементы (конденсаторы, катушки индуктивности), 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 с инерционными элементами.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является интегратор напряжения, содержщий интегрирующий ОУ, вход которого является входом интегратора, и резистор, подключенный п аллельно конденсатору интегрирующего ОУ (см. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 1983.-Т.1.- С. 208), который принят за прототип.
МПК G06G7/186
в таком устройстве погрешность от интегрирования входных токов и напряжения смещения снижается подключением резистора п аллельно интегрирующему конденсатору. Но эта погрещность не устраняется полностью, поскольку для увеличения точности интегрирования необходимо увеличивать сопротивление этого резистора, но это приводит к появлению постоянного напряжения на выходе интегратора.
Сущность предложения состоит в стремлении получить технический результат, заключающийся в устранении постоянного напряжения на выходе интегратора.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном интефаторе напряжения, содержащем интегрирующий ОУ, вход которого подключен к источнику сигнала, резистор, подключенный параллельно конденсатору интегрирующего О У, особенность заключается в том, что в него введены дифференпиальный усилитель на основе ОУ и сумматор напряжений на основе ОУ, причем инвертирующий вход дифференциального усилителя подключен к выходу интегрирующего ОУ, а неинвертирующий вход дифференциального усилителя через разделительный конденсатор также подключен к выходу интегрирующего ОУ, первый вход сумматора напряжений подключен к выходу интегрирующего О У, а второй вход сумматора напряжепий - к выходу дифференциального усилителя.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обн ужено аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем признакам заявленного изобретения, 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 чертеже изображена схема интегратора напряжений.
Интегратор содержит интегрирующий ОУ 1, резистор 2, дифференциальный усилитель 3, разделительный конденсатор 4, сумматор напряжений 5.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Входное переменное напряжение от источника сигнала подается вход интегрирующего ОУ 1. На его выходе, кроме полезного напряжения, имеется паразитное постоянное (точнее - квазипостоянное) напряжение вследствие интегрирования входных токов и напряжения смещения ОУ. Для снижения этого напряжение параллельно конденсатору интегрирующего ОУ включается резистор 2, в результате чего паразитное напряжение ограничено значением
Unap  (1)
где  соответственно напряжение смещения и входной ток интегрирующего ОУ, RI - сопротивление резистора интегрирующего ОУ, 2 сопротивление резистора 2. Сопротивление резистора 2 выбирается из условия
(2)
где С; - емкость конденсатора интегрирующего ОУ, со- частота входного напряжения. Снижать сопротивление 2 нельзя, поскольку это приводит к увеличению погрешностей интегрирования входного переменного напряжения, а при условии (2) передаточная функция интегратора стремится к требуемому (идеальному) значению
к(р).(3)
nj) г
Для выделения постоянной составляющей Unap используется дифференциальный усилитель 3 с разделительным конденсатором 4 на неинвертирующем входе. Его емкость (С) выбирается из условия
- Г-
где К„ - входное сопротивление дифференциального усилителя 3 по неинвертирующему входу, которое равно сумме сопротивлений резисторов между неинвертирующим входом и земляной шиной.
При соответствующем выборе сопротивлений резисторов дифференциального усилителя 3, например, при равенстве всех сопротивлений, коэффициенты передачи усилителя 3 будут равны -1 (инвертирующий вход) и 1 (неинвертирующий вход). В итоге, при условии (4), переменное напряжение на выходе усилителя 4
,(5)
где U/ - переменное напряжение на выходе интегрирующего ОУ 1. Что касается постоянного напряжения на выходе усилителя 4, то оно равно
(6)
где  определяется выражением (1).
Выходные напряжения интегрирующего ОУ 1 и дифференциального усилителя 4 подаются на сумматор напряжений 5. Коэффициенты передачи по обоим входам сумматора выбираются одинаковыми, например равными -1. Тогда выходное напряжение сумматора
«5 - (-1)(«1 + f/) + (-l)(-f/)  -«Ь
л
/t7
Т.е. определяется только выходным напряжениен интегрирующего ОУ 1, которое с учетом (2) и (3) равно интегралу входного нанряжения и не содержит паразитной ностоянной составляющей.
Таким образом, выщеизложенные сведения свидетельствуют о том, что устройство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию промыщленная применимость.