समाकलक (इंटीग्रेटर)

For व्यापार समारोह, see समाकलक प्रणाली.

माप और नियंत्रण अनुप्रयोगों में एक समाकलकएक तत्व है जिसका आउटपुट सिग्नल इसके इनपुट सिग्नल का समय अभिन्न है। यह प्रतिनिधि आउटपुट उत्पन्न करने के लिए निर्धारित समय में इनपुट मात्रा को संचित करता है।

एकीकरण कई अभियांत्रिकी और विज्ञान अनुप्रयोगों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। मैकेनिकल इंटीग्रेटर्स सबसे पुराने अनुप्रयोग हैं, और अभी भी उपयोग किए जाते हैं जैसे कि जल प्रवाहअथवा विद्युत शक्ति की पैमाइश। इलेक्ट्रॉनिक एनालॉग इंटीग्रेटर्स एनालॉग कंप्यूटर और चार्ज एम्पलीफायरों का आधार हैं। डिजिटल कंप्यूटिंग एल्गोरिदम द्वारा एकीकरण भी किया जाता है।

सिग्नल प्रोसेसिंग परिपथ में

एक परिचालन प्रवर्धक का उपयोग करके बनाए गए एक एकीकृत एम्पलीफायर का एक परिपथ आरेख।

ऑपरेशनल एम्पलीफायर एप्लिकेशनअथवा इंटीग्रेशन और डिफरेंशियल भी देखें:

एक इलेक्ट्रानिक्स समाकलक प्रथम-क्रम लो पास फिल्टर का एक रूप है, जिसे असतत-समय (डिजिटल) डोमेन में निरंतर-समय (एनालॉग) डोमेनअथवा अनुमानित (सिम्युलेटेड) में किया जा सकता है। एक समाकलक के पास कम पास फ़िल्टरिंग प्रभाव होगा लेकिन जब ऑफ़सेट दिया जाता है तो यह सिस्टम अथवा ओवरफ्लो की सीमा तक पहुंचने तक इसे एक मूल्य बना देगा।

एक वोल्टेज समाकलक एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो एक विद्युत वोल्टेज का समय एकीकरण करता है, इस प्रकार कुल वोल्ट-सेकंड उत्पाद को मापता है।

एक धारा समाकलक एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो विद्युत प्रवाह के समय एकीकरण का प्रदर्शन करता है, इस प्रकार कुल विद्युत आवेश को मापता है। एक चार्ज एम्पलीफायर वर्तमान समाकलक का एक उदाहरण है। एक निर्वात में गैसों के आंशिक दबाव को मापने के लिए एक अवशिष्ट गैस विश्लेषक में फैराडे कप पर विद्युत आवेश को मापने के लिए एक वर्तमान संपूर्नकर्ता का भी उपयोग किया जाता है। वर्तमान एकीकरण का एक अन्य अनुप्रयोग आयन बीम जमाव में है, जहां मापा चार्ज सीधे एक सब्सट्रेट पर जमा आयनों की संख्या से मेल खाता है, यह मानते हुए कि आयनों की चार्ज स्थिति ज्ञात है। विद्युतीय नेटवर्क को बंद करते हुए, दो विद्युत प्रवाहित विद्युत लीडों को आयन स्रोत और सब्सट्रेट से जोड़ा जाना चाहिए, जो आयन बीम द्वारा आंशिक रूप से दिया जाता है।

सॉफ्टवेयर में

Main article: संख्यात्मक एकीकरण

• इंटीग्रेटर्स सॉफ्टवेयर घटक भी हो सकते हैं।
• कुछ कम्प्यूटेशनल भौतिकी कंप्यूटर सिमुलेशन में, जैसे संख्यात्मक मौसम भविष्यवाणी, आणविक गतिशीलता, उड़ान सिमुलेटर, जलाशय सिमुलेशन, ध्वनि बाधा डिजाइन, वास्तु ध्वनिकी और इलेक्ट्रॉनिक परिपथ सिमुलेशन, एक समाकलक बलों से ट्रैजेक्टोरियों को एकीकृत करने के लिए एक संख्यात्मक विधि है (और इस प्रकार त्वरण) ) जिनकी गणना केवल असतत समय चरणों में की जाती है।

मैकेनिकल इंटीग्रेटर्स

Main article: विभेदक विश्लेषक

मैकेनिकल इंटीग्रेटर्स मैकेनिकल अंतर विश्लेषक में प्रमुख तत्व थे, जिनका उपयोग व्यावहारिक भौतिक समस्याओं को हल करने के लिए किया जाता था। औद्योगिक प्रक्रियाओं में प्रवाहअथवा तापमान को नियंत्रित करने जैसे नियंत्रण प्रणालियों मेंअथवा ंत्रिक एकीकरण तंत्र का भी उपयोग किया जाता था। बॉल-एंड-डिस्क समाकलक जैसे तंत्र का उपयोग डिफरेंशियल एनालाइज़र में गणना के लिए और जहाज बंदूक आग नियंत्रण प्रणाली, फ्लो टोटलाइज़र और अन्य जैसे उपकरणों के घटकों के रूप में किया जाता था। प्लैनीमीटर एकअथवा ंत्रिक उपकरण है जिसका उपयोग ग्राफ़िकल रूप में दिए गए वक्र के निश्चित अभिन्न की गणना के लिए किया जाता है,अथवा अधिक सामान्यतः एक बंद वक्र के क्षेत्र का पता लगाने के लिए किया जाता है। ग्राफिकल रूप में दिए गए फ़ंक्शन के अनिश्चितकालीन इंटीग्रल को प्लॉट करने के लिए एक Intergraph का उपयोग किया जाता है।

आदर्श समाकलक की कमियां

• बैंडविड्थ बहुत छोटा है और इनपुट आवृत्तियों की केवल छोटी श्रृंखला के लिए उपयोग किया जाता है।
• डीसी इनपुट (एफ = 0) के लिए, कैपेसिटेंस की प्रतिक्रिया, एक्स_c, अनंत है। इस वजह से ऑप-एम्प ओपन लूप कॉन्फिगरेशन में चला जाता है। ओपन लूप कॉन्फ़िगरेशन में लाभ अनंत है और इसलिए छोटे इनपुट ऑफसेट वोल्टेज भी बढ़ जाते हैं और आउटपुट में त्रुटि के रूप में दिखाई देते हैं। इसे झूठी ट्रिगरिंग कहा जाता है और इससे बचा जाना चाहिए। ऐसी सभी सीमाओं के कारण, एक आदर्श समाकलक को संशोधित करने की आवश्यकता होती है। व्यवहार में त्रुटि वोल्टेज के प्रभाव को कम करने के लिए आदर्श समाकलक परिपथ के साथ कुछ अतिरिक्त घटकों का उपयोग किया जाता है। इस संशोधित समाकलक को व्यावहारिक समाकलक कहा जाता है।

प्रैक्टिकल समाकलक (हानिपूर्ण इंटीग्रेटर)

आदर्श और व्यावहारिक समाकलक की आवृत्ति प्रतिक्रिया

संतृप्ति समस्या से बचने के लिए कम आवृत्ति पर एक समाकलक का लाभ सीमित किया जा सकता है, इसलिए ऑप एम्प की संतृप्ति से बचने के लिए फीडबैक कैपेसिटर को एक प्रतिरोधक Rf द्वारा शंट किया जाता है। Rf और C का समानांतर संयोजन एक व्यावहारिक संधारित्र की तरह व्यवहार करता है जो एक आदर्श संधारित्र के विपरीत शक्ति का प्रसार करता है। इस कारण से इस परिपथ को लॉसी समाकलक भी कहा जाता है। प्रतिरोधी आरएफ कम आवृत्ति लाभ (-आरएफ/आर) तक सीमित करता है, आम तौर पर [आरएफ = 10 * आर 1] और इस प्रकार डीसी स्थिरीकरण प्रदान करता है।

अनुप्रयोग

• ऑप-एम्प एकीकृत एम्पलीफायरों का उपयोग एनालॉग कंप्यूटरों में कैलकुलस संचालन करने के लिए किया जाता है।
• इंटीग्रेटिंग परिपथ का उपयोग आमतौर पर एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स, रैंप जनरेटर और वेव शेपिंग एप्लिकेशन में भी किया जाता है।
• एक अन्य अनुप्रयोग जल प्रवाह का प्रतिनिधित्व करने वाले एक सिग्नल को एकीकृत करना होगा, जो प्रवाह मीटर द्वारा पारित पानी की कुल मात्रा का प्रतिनिधित्व करने वाला एक संकेत उत्पन्न करेगा। समाकलक के इस एप्लिकेशन को कभी-कभी औद्योगिक इंस्ट्रूमेंटेशन ट्रेड में टोटलाइज़र कहा जाता है।

यह भी देखें

• विभेदक
• डिजिटल अंतर विश्लेषक
• आंशिक-क्रम संपूर्नकर्ता
• एडीसी को एकीकृत करना
• लो पास फिल्टर
• ऑपरेशनल एंप्लीफायर
• संकेत आगे बढ़ाना

बाहरी संबंध

• Wolfram Online Integrator
• Calc.Matthen Online Integrator, can do definite integrals

अग्रिम पठन

• Keng C. Wu (2002). Transistor Circuits for Spacecraft Power System. Springer. pp. 85–87. ISBN 978-1-4020-7261-1.