Интегрирование входного напряжения происходит во времени непрерывно, однако во многих случаях требуется, чтобы интегрирование начиналось с какого либо времени То, продолжалось заданное время Ти и прекращалось в определённый момент Таг. При этом в начальный момент на выходе интегратора было бы установлено некоторое напряжение Uo, соответствующее заданным начальным условиям.
С этой целью в схеме интегратора используют электронные ключи (или электромеханические реле), которые производят всю необходимую коммутацию электрических цепей интегратора.
На рис. 9.10 изображена схема управления интегратором с дополнительными элементами электрической цепи.
«Исходное положение» — момент до начала интегрирования. Ключ К1 замкнут, а ключ К2 разомкнут. Напряжение на выходе интегратора будет изменяться до тех пор, пока напряжение на входе не будет равным 0. Из условия ?/"= 1ос следует, что h=loc или Va/R0,= -С/вых/ R02, откуда Umx= - Va R02/ Roi-
Если R0i=Ro2, to имея эталонный источник регулируемого напряжения ±Va, можно всегда установить заданное напряжение на выходе инвертора Ueblxo.
В этом режиме счётчик времени устанавливается на ноль.
«Пуск» — интегрирование входного напряжения. Ключ К1 разомкнут, а ключ К2 замкнут. На вход {/"* через входное сопротивление R подаётся входное напряжение Uex? Напряжение на выходе начинает изменяться.
Одновременно включается счётчик времени.
«Останов» — интегрирование прекращается. Ключи К1 и К2 разомкнуты. Напряжение на входе if" ' операционного усилителя становится равным нулю и процесс интегрирования прекращается. Одновременно останавливается счётчик времени.
Для продолжения интегрирования необходимо замкнуть ключ К2, а для возврата в исходное положение — ключ К1.
Дифференциатор
Схема дифференциатора изображена на рис. 9.11.
Согласно второго Закона Кирхгофа имеем:
откуда
Так как Uq«Ueblx, то.
С учётом уравнений (9.17) и (9.19) получим: или
Подставляя в это уравнение значение ic из уравнения (9.19), получим:
Рис. 9.11. Схема дифференциатора.
Дифференцируя это выражение, получим:
Из выражения (9.22) видно, что на выходе дифференциатора получаем дифференциал входного сигнала напряжения с входным коэффициентом усиления CRq.