SU842845A1 - Интегратор с запоминанием - Google Patents

Description

(54) ИНТЕГРАТОР С ЗАПОМИНАНИЕМ

выходом устройства, а его другой вход подключен к выходу генератора пилообразного напр жени , соединенного также с одним из входов вспомогательного компаратора, другой вход которого соединен с шиной опор ного напр жени , а выход - со входом блокировки генератора корректирующих импульсов. Входы синхронизации генераторов соединены с выходом операционного усилител  3.

Это устройство достаточно сложно из-за, наличи  в цепи коррекции двух коммутирующих элементов, необходимости иметь разнопол рный выход у генератора корректирующих импульсов и использовани  в каждом интеграторе своего генератора пилообразного напр жени  и генератора корректирую щих импульсов, так как они синхронизируютс  от выходного напр жени  устройства. Это затрудн ет использование устройства в блоках долговременных аналоговых запоминающих устройств с применением современнь1Х логических микросхем, которые в большинстве случаев  вл ютс  однопол рными. Кроме того, устройст во отличаетс  повышенньом потреблением , энергии в цепи коррекции, так как, с одной стороны, мощность гене ратора корректирующих импульсов должна быть достаточно большой дл  обеспечени  требуемой коррекции (зар да конденсатора-В коротких промежутках времени), а, с другой стороны , выход этого генератора большую часть периода коррекции заземлен через коммутирующий элемент.

Цель изобретени  - упрощение устройства и снижение потребл емой энергии.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в интегратор с запоминанием , содержащий операционный усилит ль , вход которого через интегрирующий конденсатор подключен к его выходу, через последовательно соединенные первый коммутирующий элемент и входной импеданс соединен со входом интегратора и через последовательно соединенные второй коммутирующий элемент и ограничивающий элемент подключен к выходу компаратора и входу одновибратора, управл ющий вход первого коммутирую щего элемента подключен к входу управлени  режимом работы интегратора , генератор пилообразного напр жени  и генератор корректирующих импульсов, введен элемент И, причем выход одновибратора соединен с управл ющим входом второго коммутирующего элемента и первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора корректирующих импульсов, выходы элемента И и генератора пилообразного напр жени  соединены соответственно с первым и вторыг/ входами компаратора, третий вход которого подключен к выходу операционного усилител , вход блокировки одновибратора подключен к входу управлени  режимом работы интегратора, а к входу синхронизации генератора пилообразного напр жени  подключен выход генератора корректирующих импульсов .

На фиг.1 приведен интегратор, структурна  схема, на фиг.2 - временна  диаграмма,, по сн юща  его работу.

Интегратор с запоминанием (фиг.1 содержит операционный усилитель 1 с интегрирующим конденсатором 2 в цепи отрицательной обратной св зи. На входе операционного усилител  1 установлены коммутирующие элементы 3 и 4, к первому из которых подключен входной импеданс 5 (эта цепь может иметь несколько входов) а ко второму подсоединен выход ограничив элемента б цепи коррекции . Управл ющий вход первого коммутирующего элемента 3 подключен к входу 7 управлени  режимом работы интегратора, а второго 4 - к выходу одновибратора 8, соединенному также с одним из входов элемента И 9, другой вход которого соединен с выходом генератора корректирующих импульсов 10. Вход ограничив вающего элемента 6 цепи коррекции и вход одновибратора 8 подключены к выходу компаратора 11, одий вход которого соединен с выходом интегратора , другой вход соединен с вы-, ходом генератора 12 пилообразного напр жени , а третий - с выходом элемента И 9. Вход блокировки одновибратора 8 соединен с входом 7 управлени  режимом раЬоты интегратора , а вход синхронизации генератора 12 пилообразного напр жени  подключен к выходу генератора 10 корректи руюгдих импульсов.

Интегратор с запоминанием работает следующим образом.

В исходном положении, соответствующем режиму интегрировани  входных сигналов, коммутирующий элемент 3 находитс  в замкнутом состо нии, а коммутирукхций элемент 4 - в разомкнутом , так как одновибратор 8 блокируетс  командным сигналом с входа 7 управлени  режимом работы интегратора. При этом устройство работает как обычный емкостный интегртор суммарного тока, поступающего на вход операционного силител  1 через входной имп.еданс 5. Заметим, что при подключении одного из входов этой цепи к выходу операционного усилител  1, устройство реализует функции инерционного звена. Такое включение примен етс  при использовании предлагаемого интегратора в функции аналогового запоминаюцего устройства и позвол ет повысить его быстродействие в режиме записи входных сигналов.

При подаче команды с входа 7 на запоминание заинтегрированного (записанного) напр жени  коммутиру ющий элемент 3 размыкаетс , а одновибратор 8 деблокируетс  и периодически замыкает коммутирующий элемент 4, обеспечива  прохождение на вход операционного усилител  1 корректирующих импульсов из цепи коррекции, включающей элементы б, 8... 12. Формирование импульсов коррекции представлено на временной диаграмме (фиг.2).

Компаратор 11 сравнивает напр жение Upf, с выхода генератора пилообразного напр х ени  12 и выходное напрюкение интегратора и (фиг.2а). Последнее под действием дрейфовых токов на входе операционного усилител  1 может измен тьс  в ту или иную сторону от запоминаемого уровн . При этом измен етс  момент времени t (фиг.26) когда выполн етс  равенство и,-,, U, и компаратор 11 измен ет свое состо ние, запуска  одновибратор 8, который выдает импульс определенной длитель-ностиС - ,(фиг2б) . Этот импульс замыкает коммутирующий элемент 4, сое ДИНЯЮ1ЧИЙ выход элемента 6 цепи коррекции со входом операционного усилител  1, и одновременно разрешает проходить на выход элемента И 9 корректирующим импульсам от генератора 10 (фиг.2в) . Длительность импульса одновибратора выбрана равной или меньшей полупериода напр жени  корректирующих импульсов с генератора 10 Ь2 )., Период напр жени  генератора 12 синхронизирован импульсами с генератора .10, т.е. выполн етс  Т n. . где п - число ступенчатой коррекции, определ ;ющих точность поддерживани  запоминаемого напр жени  (обычно п 250-500, что соответствует погрешности 0,2-0,1%). Поэтому при изменении момента t по влени  импульса одновибратора (фиг.26) измен етс  его взаимное расположение относительно импульсов генератора 10 и на выходе элемента И 9 возможны четыре различных случа  наложени  импульсов одновибратора 8 и генератора 10, показанные на фиг.2г.

Импульсы с выхода элемента И 9 поступают на компаратор 11, например , на неинвертирующий вход его дифференциального усилител  с разнопол рным выходом, на основе которого обычно выполн етс  компаратор , сравнивающий разнопол рные входные сигналы. Таким образом, после изменени  состо ни  компаратора в

момент t (фиг.2д) из + в - он может снова вернутьс  в предшествующее состо ние по команде импульса с выхода элемента ,И 9. Различные случаи изменени  напр жени  на выходе компаратора на интервале V. показаны на фиг.2д, а форма импульсов коррекции на входе операционного усилител  1 (т.е. импульсов тока с выхода компаратора 11 через элемент б и замкнутый ключ 4) по-.

казана на фиг.2е. Как видно в случа х I и IV результирующа  коррекци  близка к нулю, в случае II импульс корректирующего тока отрицательный , а в случае Ml - положительный. Точка равновеси  в случае. I  вл етс  неустойчиво, а в случае IV - устойчивой.

Таким образом, бласодар  включению на входе компаратора элемента И

Q определ ющего изменение взаимного расположени  импульсов одновибратора и генартора корректирующих импульсов , более эффектно используютс  функциональные и технические воз можности компаратора - он выполн 5 ет как функции элемента сравнени , так и формировател  импульсов коррекции требуёмой пол рности без усложнени  схемы и тьри снижении потребл емой общей энергии, так как

0 отбор мощности компаратора производитс  в очень короткие промежутки времени () . Отметим также, что импульсы на выходе одновибратора, генератора корректирующих импульсов

5 и элемента И  вл ютс  однопол рными что упрощает реализацию этих элементов в предлагаемом устройстве,, в частности, дл  этого могут быть использованы современные интегральQ ные микросхемы однопол рной логики Блокировка одновибратора в режиме интегрировани  входных сигналов устройства также позвол ет упростить его, так как из схемы исключаетс  один коммутирук дий элемент, ис пользовавшийс  в известном устройстве .

Синхронизаци  генератора пилообразного напр жени  от генератора корректирующих импульсов позвол ет использовать эти генераторы как общие элементы дл  нескольких интеграторов С .запоминанием, что также упрощает их реализацию.

Предлагаемый интегратор с запоминанием используетс  в устройстве ввода данных анализаторов дл  обработки и запоминани  хроматографических сигналов.

60

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР

5 № 424165, кл. G Об G 7/18, 1972.

2.Патент США № 3784919,

кл. G Об G 7/18, опублик. 1974.

3.Патент Великобритании №1274191 кл. G Об G 7/18, опублик. 1968 (прототип).