Неинвертирующий интегратор на инструментальном усилителе

На Рисунке 1а изображена классическая реализация интегратора. Схема имеет два свойства, которые в некоторых приложениях могут быть нежелательными: Она неизбежно инвертирует сигнал и требует питания от расщепленного источника или от двух источников. На Рисунке 1б показана схема интегратора, в котором использован инструментальный усилитель LT1789. Этот интегратор не инвертирует и работает с одним источником питания. Кроме того, поскольку полярность его выходного сигнала может быть только положительной, в качестве конденсатора интегратора может использоваться поляризованный электролитический конденсатор большой емкости, как показано на рисунке. Основная часть схемы работает как источник тока, управляемый напряжением. LT1789 – это прецизионный микромощный инструментальный усилитель, напряжение между выводами питания которого может составлять от 3 до 36 В.

Рисунок 1.	Классический интегратор (а) инвертирует сигнал и требует двух источников питания. Схема (б) неинвертирующая и работает с одним источником питания.

При коэффициенте усиления, установленном равным 1 (выводы 1 и 8 микросхемы LT1789 оставлены неподключенными), напряжение между выходом и выводом REF равно напряжению между входами. Вывод выхода соединен с одним концом резистора R₁, а напряжение на другом конце R₁ через буфер подается на вход REF. Ток, создаваемый входным напряжением V_IN на резисторе R₁, I_OUT = V_IN/R₁. Конденсатор интегрирует этот ток с постоянной времени R₁C₁. Микросхема LT1636 буферизует выходное напряжение на конденсаторе C₁, устраняя эффекты влияния нагрузки, представляемой выводом REF микросхемы LT1789 (примерно 200 кОм) и последующими цепями. Широкий диапазон однополярного питания и работа в микромощном режиме позволяют использовать схему в системах с батарейным питанием. Являясь интегратором только с положительным выходным напряжением, эта схема обычно не применима внутри контуров управления. Подходящими для нее приложениями могут быть аккумуляторы, регулируемые генераторы пилообразного напряжения и преобразователи напряжение-частота.

Материалы по теме

1. Datasheet Analog Devices LT1636
2. Datasheet Analog Devices LT1789