SU1177829A1

SU1177829A1 - Integrator

Info

Publication number: SU1177829A1
Application number: SU843717237A
Authority: SU
Inventors: Sergej V Kulikov; Valerij A Karelov; Lev V Kryukov
Original assignee: Sergej V Kulikov; Valerij A Karelov; Lev V Kryukov
Priority date: 1984-03-07
Filing date: 1984-03-07
Publication date: 1985-09-07

Description

Изобретение относится ?к информационно-измерительной технике и может быть использовано для интегрирования электрических сигналов, для построения генераторов линейно изме- 5 няющихся напряжений (ГЛИН), применяемых, например, в цифровых вольтметрах, а также для построения импульсных измерительных преобразователей. 10The invention relates to information-measuring technology and can be used to integrate electrical signals, to build generators of linearly varying voltages (GLIN), used, for example, in digital voltmeters, as well as to build pulsed measuring transducers. ten

Цель изобретения - повышение точности интегрирования.The purpose of the invention is to improve the accuracy of integration.

На чертеже представлена схема интегратора.The drawing shows the scheme of the integrator.

Интегратор содержит первый опе- 15 рационный усилитель I, интегрирующий. конденсатор 2, включенный в цепь отрицательной обратной связи 1, первый масштабный резистор 3, подключенный к инвертирующему входу первого 20 операциойного усилителя, второй операционный усилитель 4, компенсирующий резистор 5, включенный последовательно с интегрирующим конденсатором 2, второй масштабный резистор 6 25The integrator contains the first operational amplifier I, which integrates. a capacitor 2 connected to the negative feedback circuit 1, a first large-scale resistor 3 connected to the inverting input of the first 20 operational amplifier, a second operational amplifier 4, a compensating resistor 5 connected in series with the integrating capacitor 2, the second large-scale resistor 6 25

и -стабилизирующий конденсатор 7, вход 8 интегратора и выход 9,and - stabilizing capacitor 7, integrator input 8 and output 9,

Интегратор'работает следующим образом. . .The integrator works as follows. . .

Входное, напряжение подается на вход 8 интегратора. Входной ток, протекая через резистор 3, поступает на интегрирующий конденсатор 2. При этом на выходе операционного усилителя 1 появляется напряжение, пропор-35 циоиальное интегралу от входного напряжения. Если бы не было дополнительного операционного усилителя 4 и резисторов компенсирующего 5 и второго масштабного 6, то результат 40 интегрирования был бы искажен следующими факторами. Вследствие конечной величины коэффициента усиления операционного усилителя 1 его входной ток определялся бы не только вход- 45 ным напряжением интегратора, но и входным напряжением этого операционного усилителя. Из-за конечной величины входного сопротивления операционного усилителя 1 часть тока, 50 подлежащего интегрированию, ответвлялась бы на вход этого операционного усилителя. Наконец, на выходном сопротивлении операционного усилителя выходной ток создавал бы падение ¢55 напряжения, искажающее выходное напряжение, т.е. результат интегрирования .Input voltage is applied to the input 8 of the integrator. The input current, flowing through the resistor 3, is fed to the integrating capacitor 2. At the same time, the output of the operational amplifier 1 produces a voltage proportional to the integral of the input voltage. If there were no additional operational amplifier 4 and resistors compensating 5 and the second large-scale 6, the result 40 of integration would be distorted by the following factors. Due to the finite value of the gain of the operational amplifier 1, its input current would be determined not only by the input voltage of the integrator, but also by the input voltage of this operational amplifier. Due to the finite input impedance of the operational amplifier, 1 part of the current 50 to be integrated would be branched to the input of this operational amplifier. Finally, at the output impedance of the operational amplifier, the output current would create a voltage drop of ¢ 55 distorting the output voltage, i.e. result of integration.

Передаточная функция интегратора в этом случае имела бы видThe transfer function of the integrator in this case would be

Κ_ν(ρ) =Κ _ν (ρ) =

^рС““)(г₈;В|_!,)*1’^Син ^pC ““) (g ₈ ; B | _!, ) * 1 ' ^C in

НК,NK,

’быхBy

где 8^.- сопротивление резистора 3 интегратора;where 8 ^ .- resistance of the resistor 3 integrator;

С_ци- емкость интегрирующего конденсатора в цепи обратной связи;With _qi - the capacity of the integrating capacitor in the feedback circuit;

Κ_ν- - коэффициент усиления операционного усилителя 1'Κ _ν - - gain of the operational amplifier 1 '

г^_х - входное сопротивление операционного усилителя 1g ^ _x - input impedance of the operational amplifier 1

^г6ых ” ^вых°Д^нсе сопротивление операционного усилителя 1. ^g 6th ” ⁱⁿ ° C ° D ^nse resistance of the op amp 1.

Введение дополнительного операционного усйлителя 4 позволяет с помощью резистора 6 обратной связи компенсировать ток, отбираемый на вход операционного усилителя 1, и увеличить коэффициент усиления. Тем самым обеспечивается режим, эквивалентный режиму с бесконечно- большим входным сопротивлением и коэффициентом усиления операционного усилителя 1. Наличие компенсирующего резистора 5, включенного последовательно с интегрирующим конденсатором 2, позволяет получить режим, эквивалентный нулевому значению выходного сопротивления операционного усилителя.The introduction of an additional operational amplifier 4 allows using the feedback resistor 6 to compensate for the current taken to the input of the operational amplifier 1 and to increase the gain. This provides a mode equivalent to a mode with infinitely large input impedance and gain of the operational amplifier 1. The presence of a compensating resistor 5 connected in series with the integrating capacitor 2 allows to obtain a mode equivalent to zero value of the output resistance of the operational amplifier.

При выполнении соотношений между коэффициентом усиления, входными и выходными сопротивлениями операционных усилителей 1 и 4, сопротивлениями резисторов 3, 5 и 6, обеспечивающих упомянутые выше условия, получаем передаточную функцию идеального интегратораWhen the relationship between the gain, the input and output impedances of the operational amplifiers 1 and 4, the resistances of the resistors 3, 5 and 6 providing the conditions mentioned above is fulfilled, we obtain the transfer function of an ideal integrator

Последнее выражение показывает, что предлагаемый интегратор не имеет погрешностей интегрирования. Погрешности ότ дрейфа напряжений и токов операционных усилителей при' встречно-параллельном соединении их входов устраняются.The last expression shows that the proposed integrator has no integration errors. The errors ότ of the drift of the voltages and currents of the operational amplifiers in the case of a counter-parallel connection of their inputs are eliminated.

Для повышения устойчивости интегратора в нем инвертирующий вход первого операционного усилителя 4 подключен к шине нулевого потенциала через стабилизирующий конденсатор 7,To improve the stability of the integrator in it, the inverting input of the first operational amplifier 4 is connected to the zero potential bus via a stabilizing capacitor 7,

11778291177829

66

Claims

1. INTEGRATOR containing the first operational amplifier, the inverting input of which through the first large-scale resistor is connected to the integrator's input and through serially connected integrating capacitor and compensating loss - >> torus to the output of the first operational amplifier, which is the integrator output that is different that, in order to improve the accuracy of integration, a second operational amplifier and a second large-scale resistor, connected between the inverting input of the first operational amplifier, are introduced into it,

connected to the non-inverting input of the second operational amplifier, and the output of the second operational amplifier, the non-inverting input of the first and the inverting input of the second operational amplifiers are connected to the zero potential bus, while the resistances of the compensating and second large-scale resistors are selected from the relation

where is the resistance of the compensating resistor;

^g 6 """output impedance of the first operational amplifier;

- gain of the first operational amplifier}

Κ _{ό (ί} is the resistance of the second large-scale resistor;

Gd _x - input impedance of the first operational amplifier;

.- resistance of the first scale resistor,

2. Integrator with π. 1, characterized in that, in order to increase stability, a stabilizing capacitor is inserted into it, connected between the inverting input of the first operational amplifier and the zero potential bus.

with

eight

1 1177829 2