DE1524285A1 - Schaltungsanordnung zum Integrieren von Spannungen oder Stroemen ueber vorzugsweise lange Zeiten - Google Patents

Description

• Schaltun,.z-sanordnuni# zwii I#.te-,-rieren von

  D t'

  Spannungen oder Strömen üb.3-r-

  Z-D

  lange Zleiten

  j

  Bekannte elektronische Schal#I,n.;en zu#ii Int3.rieren von

  Spannunz..-an oder Ströman über vorz.tasw,3ise lange 'L-Jeit--n

  CD ci --

  verwenden Spa-r#nuii,-#-sverstärkor mit i,-,ö#"lichgt großer Ver-

  I ZD

  stärkang, bei denen a,#r Abis- üurch aiiio,i

  Kondensator verbunden sin,1. Über #-,iii(-,n Widersta,.id wird

  das i-,leßsignal aii den i-ingan,-.- des 'i3rstärk3rs £,;abrach-t.

  Diese Anordnung hat den l,achtgil, daß sie aufwei.,#diz

  ist wegen der --,roßen Verstärkun,- _ind der notwendic-en

  1,laßnahmen zur Erreichung einer -:-aten '47.ullpunktkonstanz.

  Außerdem fließt bei dieser Anordnung die Ladung c . es

  Kondensators zum Teil über dessen Isolationswiderstand

  und den Eingangswiderstand des Verstärkers-wieder ab.

  Die Erfindung hat es sich zur Aufc-abe -emacht, eine ein-

  (Li --.>

  fache Schaltangsanordnung zu finden, die den gestellten

  Anforderungen gerecht wird und daräberhinaus die selbst-

  tätige Entladung des Kondensators verhindert.

  Dieses Ziel wird nach der Erfindung folgendermaßen er-

  reicht.s Zwischen der Bingangsklemme I'(siehe Fig. 1)

  und dem Verstärkerfußpunkt 2 eines hochohmigen Chopper-

  verstärkers 3 mit einer möglichst genauen Spannungsver-

  stärkung von ltl wird ein Kondensator 4 angeschlossen.

  Dabei liegt der Aingang des Integrators zwischen der

  Bingangsklemme 1 und der Ausgangsklemme 5 des Verstär-

  kers 3 und der Ausgan,-- des Inte-rators zwischD.-# -

  c-, C:,

  5 and dom --"'1-1#punkt 2 das Verstärkers

  f

  3. Über den Widerstarci 6 fließt 3in Stron, iDroporti-

  o-,--ial der -"-i'#iii,-an",sspai-.r-#an",- U z,-,u#n Kondensator 4.

  Strom bleibt auch a-ann proportional, we-.-in eine Spa----,-

  nur-,-, am KoncLensator 4 lie#,z#t, da is -

  5 des# Verstärkers der

  Spannla--.iL-,>svei,stärkung von 190 immer gleiches Poten-

  tial haben. Die Genaui#-rkeit des elektronischen Inbe-#

  g.rators hängt einerseits von der Verstärkungsgenau-

  i,."keit und andererseits dem V3-rhält--,is der Unstc311-

  , -o it des Verstärkers zu a er l#,eitko--qstariti-- de-.

  Kondensators 4 und des Widerstandes ;3 ab. Beträ--t die

  ,instelelseit.des Verstärkers 0,001 s,3-c" die

  17

  Zaitkonstante lE.C 1 sec, #jo wird eine Inteirrations--e-

  natii_,-"-keit.von mindestzrLs 0,1 erreicht, da sich dia

  Kondensato-rspannung bei R.C 1 sec während einer

  nisec höchst3ns um ein Tausendstel von U:- verändern

  kann, wo.durch Zwischen 2,ingang und Ausgang des Verstär-

  kers 3 bei dieser Sins.Uellzeit a-tch nur höchstens -ei-

  Tpusendstel Spann-Lin--sunterschied von U zustande konu.,i-#.

  Die Sparinl.-ln,-,# IUI-, bleibt also dem Strom I H im Widersta-'-,11-

  6 pröp-ortional si-.-.er von 0,1 zi#t so (,#aE

  ein !-;te-#,-rieren von Spannu-III-en übe#r die 4"'e-it

  erraicht wird. beliebi-- schnelle Vorgänge mit darf,

  verhältnismäßig trägen, aber driftireien Chopperve.r-

  stärker über die Zcft ebenfalls mit 7roß3r

  könhor-.' verb-i---,'d,-#t der Kondensator die

  A-usgangskle##nie 5 -mit dem des Verstärkers 3.

  Der Kondensator' 7 ist -so bemeszz".e--"lt daß sein Wechsel-

  stro-rnwiderstand fUr der- YI3chselströmanteil bei schnel-

  lan Vorgängen, de' h. bei gchnellen Spannungsänderun--en

  von TJ-4 mindastens so klein ist wie de--r IV#ac-hs.:31:3tronwi-

  derstand #i des Konde"isatoi?-se4. - Dadurch wird err.3icht, daß

  an der aach

  Spaiin#-ii".gsä#iderun,--#--3n voyj. T

  --,ich-"u- mehr als eii TaLii3,r3,-i"7S.-ue.1 von der Spannung

  am

  --,3 nach dar ',7r-

  ab.,-gbildc-t mit 'j".t:#r,-ychi-ad Lu d-3i- Schal-

  t-I:--, Aach I#JL,--. 1, daß die Verstärki-.-i",- des V3r.z3tär-

  he-rs 3 größar als 1:1 D#3r Spann.r -,#steilar ## zwi-

  15 --.:--ci Varstärk:arf#tß1.:)."i-,lkt 2 ist

  at, d#-,r Stalle der ditz-. Spannungsver-

  Iv.#mig, 1 :1 beträ.##t. Der liegt

  Vpr5,##tärkere-inian-.- 1 und dem Abgriff

  djz STi-ar-nunc#steilers b. :#wis,ch3i-i -V3rstärkera7isz--a:i.-.-- 5

  and dc-r 1 lie,#t -3-ir. Widerstand 91 der

  co, ist" daß immer soviel Strom zLn IÄ[,ndan-sa-

  tor 4 fließt viie durch seinen Isolationswiderstand und

  über üen -0i-,-1;--ailgswidersta--id des we#--fließt.

  Da Ghopperverstärker hä"-Lfic- am aber einen

  StUrstromanteil verfÜgeng ist in Fig-. 1 eine Störstrour-

  .ko-,np##-nsation r--'1(--ichst--roi.Lquel16 10 und

  der Widerstand 11 in Tl#eihg mit der "Oingangsklem-

  nie 1 und dar Ats#7an-.",-,klemme 55. Die Gleichstromquelle

  ZD

  10 miß-natärlich so #-,.epolt ogin, daß ihr Strom Über den

  Wid2rstand 11 dem Störstrom entge.c,#n-erichtet ist. Die

  Anordnune, nach FicT:)2.-3 anterAcheidet sich von der inord-

  nung naeh Fig. 2 dadurch, daß die Spannungsverstärkang

  lil nicht durch den AbgDriff des 3pannungsteilers- ö' er-

  re-ibht wird, sondern, wie nach Fig. 1, durch den Ver-

  -tärker 3-e und daß die Spannunesverstärkung grö-ßer als

  ist durch den Verstärker dessen ----'jingaii- am Aus-

  des Verstärkers 3 liegt und desser, Ausgangsklemme

  13 Uber der. Widerstand 9 mit der 'Ciingang.sklemme l des

  Verstärkers .3 vaj#bunden ist. Die ##',iZ&ensc#haften -dieser

  Schalt,i-.-igsw.iordnun-,- entsp#rechen denen der Schalt.r-#-igsam:#-

  nach Fig.

  CD

  In Fie. 4 ist eirie ---,lafh der

  b--#2-i der der Koridciii,3ator 4 iiicht -,In-

  mitt-,lbar an 1"iß .pui t 9 des Verstärkers 3 lie#'#t9 Sorl-

  zilers, der wia

  der--1 arl -3i.em Abgriff des Speoinuii"st--

  -i"" s cl 1 o s s ist. lintspr#,chend dem Spari-

  i a c h Fi 2

  -n"iii,--steilc#rverhältiiis ist die ai-a Koilderi.sator

  4 klei.--..er als die Spannung U aiii Verstärkerais :-a- -

  A _D

  wodurch die Ilö"#-,-lichkgit einer zusätzlichen

  ist.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ä c h e : Schaltungsanordnung zum Integrieren von Spannungen oder Strömen über vorzugsweise lange Zeiten, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Eingangsklemme und dem Verstärkerfußpankt eines Verstärkers mit einer Spannungsverstärkung von lil ein Kondensator angeschlossen ist, wobei der Eingang des Integrators zwischen der Eingangs- und Ausgangsklemme des Verstärkers und der Ausgang des Integrators zwischen der Ausgangsklemme und dem Fußpunkt des Verstärkers liegen. 2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. daß die Verstärkung des Verstärkers größer ist als 1:1, aber am Abgriff eines zwischen-der Ausgangsklemme und dem Fußpunkt des Verstärkers liegenden Spannungsteilerz die Verstärkung genau 1:,1 beträgt, und der Eingang des Integrators des Spannungsteilers und der Eingangsklemme liegt, daß ferner die Ausgangsklemme des Verstärkers mit der Eingangsklemme durch einen Widerstand verbunden ist, der so bemessen ist, daß soviel Strom von der Ausgangsklemme zum Kondensator fließt wie am Eingang des Verstärkers verlorengeht. 3. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnete daß parallel zum Ausgang CD des Integrators ein Kondensator geschaltet ist, der so bemessen ist, daß die Frequenzen oberhalb c-Ler r Grenzfrequenz des Vestärkers Ivarzgeschlossen warden. )chaltu-.igsa-nordrrLin-'- -nach den Patantansprächen bis dadurch -,ekeiin,-l-eichnet" daß am od.3r Aus- -:-a, ng das Verstärkers der eines Zweit3n Verstärkers an--,-aschlossen ist, dessen c> mit der -#-2',iii,-,-angsklemme des ersten Verstärkers durch ein Widerstandsnetzwerk varbunden ist, das so bemessen wird, daß soviel Stro-m vom zwiiten Vestärker zum Kondensator an der 3iiig.a-rigsklerime des ersten Verstärkers fließt wie durch Verluste am Eingang dieses Verstärkers verlorengeht-. CD 5.- Schaltungsanordnung nach den PatentansprUchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ausgangsklemme#und Fußpunkt des Verstärkers ein Spannungs-teiler -liegt und der Kondensator 4 zwischen Eingangsklemme und einem Abgriff am Spannungsteiler angeschlossen ist. 6. Schaltungsanordnung nach den Patentansprüchen 1-bis 5, di#durch#gekennzeichnetp daß zwischen Ausgangs-und Eingangsklemme des Verstärkers eine Gleichspannungsquelle und ein Widerstandsnetzwerk in-Reihe C> geschaltet sind, Aas..so bemessen ist, daß Störströme am Eingan,-- des Ver.ätä-rkers kompensiert w#rciz-.-i. Schaltuungsanordnung nach den Patelitansprüchen 1 bis 69 dadurch ,_jek--,iin-aichnetg daß'für den Rechenvorgang,Chopperverstärker mit SpanrunIgsverstärkuh- ein--9setzt sind.