통합자
Integrator측정 및 제어 애플리케이션의 통합자는 출력 신호가 입력 신호의 시간 적분인 소자다. 정해진 시간에 걸쳐 입력량을 축적하여 대표 출력을 생성한다.
통합은 많은 공학적이고 과학적인 응용에서 중요한 부분이다. 기계적 통합자는 가장 오래된 애플리케이션이며, 여전히 물 흐름이나 전력의 측정과 같은 용도로 사용된다. 전자 아날로그 통합기는 아날로그 컴퓨터와 충전 증폭기의 기본이다. 통합은 디지털 컴퓨팅 알고리즘에 의해서도 수행된다.
신호 처리 회로 내
- 참고 항목: op 앰프 애플리케이션 통합업체
전자 통합자는 1차 저역 통과 필터의 한 형태로, 연속 시간(아날로그) 영역 또는 이산 시간(디지털) 영역의 근사치(시뮬레이션) 영역에서 수행할 수 있다. 통합업체는 패스 필터링 효과가 낮지만 오프셋이 주어지면 시스템의 한계에 도달하거나 오버플로우가 발생할 때까지 가치를 축적한다.
전압 통합자는 전기 전압의 시간 통합을 수행하는 전자 장치로서, 따라서 총 전압-초 제품을 측정한다.
전류 통합자는 전류의 시간 통합을 수행하는 전자 장치로, 따라서 총 전하를 측정한다. 충전 증폭기는 전류 통합자의 예다. 잔류 가스 분석기에서 패러데이 컵의 전하를 측정하여 진공에서 가스의 부분 압력을 측정하는 데도 전류 통합기를 사용한다. 전류 통합의 또 다른 적용은 이온 빔 증착에 있는데, 측정된 전하가 이온의 충전 상태를 알고 있다고 가정하여 기질에 축적된 이온의 수와 직접 일치한다. 두 개의 전류 전달 전기 리드를 이온 소스와 기질에 연결해야 하며, 부분적으로 이온 빔이 제공하는 전기 회로를 닫아야 한다.
소프트웨어에서
- 통합업체는 소프트웨어 구성요소일 수도 있다.
- 수치 기상 예측, 분자역학, 비행 시뮬레이터, 저장장치 시뮬레이션, 소음 장벽 설계, 건축 음향학, 전자 회로 시뮬레이션과 같은 일부 계산 물리학 컴퓨터 시뮬레이션에서 통합자는 힘(그리고 그에 따른 가속도)으로부터 궤적을 통합하는 숫자 방법이다.y는 개별 시간 단계에서 계산된다.
기계 통합업체
기계적 통합자는 실제 물리적 문제를 해결하는 데 사용되는 기계적 미분 분석기의 핵심 요소였다. 기계적 통합 메커니즘은 또한 산업 공정의 흐름이나 온도를 조절하는 것과 같은 제어 시스템에도 사용되었다. 공과 디스크 통합자와 같은 메커니즘은 차동 분석기의 연산 및 해군 총 책임자, 플로우 토털라이저 등과 같은 계측기의 구성요소로 사용되었다. 평면측정기는 그래픽 형태로 주어진 곡선의 확정 적분을 계산하거나, 보다 일반적으로 닫힌 곡선의 면적을 찾는 데 사용되는 기계 장치다. 통합은 그래픽 형태로 주어진 함수의 무한정 적분을 표시하기 위해 사용된다.
이상적인 통합업체의 단점
- 대역폭은 매우 작으며 입력 주파수의 작은 범위에만 사용된다.
- dc 입력(f = 0)의 경우 캐패시턴스 X의c 리액턴스는 무한하다. 이 op-amp 때문에 오픈 루프 구성으로 들어간다. 개방 루프 구성에서 게인은 무한하므로 작은 입력 오프셋 전압도 증폭되어 출력에 오류로 나타난다. 이를 거짓 트리거링이라고 하며 피해야 한다. 그러한 모든 한계 때문에 이상적인 통합자를 수정해야 한다. 일부 추가 구성 요소는 이상적인 통합 회로와 함께 사용되어 실제 오류 전압의 영향을 감소시킨다. 이 수정된 통합자를 실제 통합자라고 한다.
실제 통합업체(손실 통합업체)
낮은 주파수에서 통합자의 이득은 포화 문제를 피하기 위해 제한될 수 있으므로, Op amp의 포화를 피하기 위해 피드백 캐패시터가 저항기 Rf에 의해 흔들린다. Rf와 C의 병렬 조합은 이상적인 캐패시터와 달리 전력을 소모하는 실용적인 캐패시터처럼 작용한다. 이러한 이유로 이 회로를 손실형 집적 장치라고도 한다. 저항기 Rf는 저주파수 이득(-Rf/R), 일반적으로 [Rf=10*R1]로 제한하여 DC 안정화를 제공한다.
적용들
- 아날로그 컴퓨터에서 미적분 연산을 수행하기 위해 op-amp 통합 증폭기가 사용된다.
- 집적 회로는 아날로그-디지털 변환기, 램프 생성기 및 파동형성 애플리케이션에서 가장 일반적으로 사용된다.
- 또 다른 적용은 유량을 나타내는 신호를 통합하여 유량계를 통과한 물의 총량을 나타내는 신호를 생성하는 것이다. 이러한 통합자의 응용을 산업계 계측기 거래에서 토털라이저라고 부르기도 한다.
참고 항목
참조
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외부 링크
추가 읽기
- Keng C. Wu (2002). Transistor Circuits for Spacecraft Power System. Springer. pp. 85–87. ISBN 978-1-4020-7261-1.
