Автоматическая коррекция систематических погрешностей измерительных каналов

«Параметры автоматической цветокоррекции» отвечают за автоматический подбор настроек тона и цвета с помощью корректировок «Уровни» и «Кривые». Они также управляют командами «Автотон», «Автоконтраст» и «Автоматическая цветовая коррекция». Здесь можно указать процент отсечения теней и светлых участков и назначить цветовые значения теням, средним тонам и светлым участкам.

Эти параметры можно однократно применить в корректировках «Уровни» или «Кривые» или сохранить в качестве значений по умолчанию для команд «Автотон», «Автоконтраст», «Автоматическая цветовая коррекция» и кнопки «Авто» в диалоговых окнах «Уровни» и «Кривые».

Диалоговое окно «Параметры автоматической цветокоррекции»

А. Параметр «Автоконтраст» Б. Параметр «Автоматическая тоновая коррекция» В. Параметр «Автоматическая цветовая коррекция» Г. Установка целевых цветов, точки черного и точки белого

Щелкните на значке «Уровни» или «Кривые» на панели «Коррекция».
Щелкните кнопку «Авто» на панели «Коррекция», удерживая клавишу «Alt» (Windows) или «Option» (Mac OS).
Укажите, какой алгоритм должен использоваться для корректировки общего тонального диапазона изображения. Усиление монохроматического контраста Отсекает значения во всех каналах одинаково. Сохраняет общее отношение между цветами, но делает светлые участки светлее, а тени - темнее. Этот алгоритм использует команда «Автоконтраст». Усиление контраста в каналах Максимизирует тональный диапазон в каждом канале, чтобы выполнить более глубокую корректировку. Так как все каналы корректируются по отдельности, алгоритм «Улучшить контраст по каналам» может убрать или создать новые цветовые оттенки. Этот алгоритм использует команда «Автотон». Поиск темных и светлых цветов Находит среди самых светлых и самых темных пикселов изображения пикселы со средними значениями и использует их для максимизации контраста с минимизацией отсечения. Этот алгоритм использует команда «Автоматическая цветовая коррекция».
Включите параметр «Привязать к нейтральным средним тонам», чтобы команда выполнила поиск среднего нейтрального цвета на изображении и отрегулировала значение гаммы (средних тонов), превратив этот цвет в нейтральный. Этот алгоритм использует команда «Автоматическая цветовая коррекция».
Чтобы указать, насколько сильно должны отсекаться черные и белые пикселы, введите процентные значения в текстовые поля «Усечение». Рекомендуется использовать значения от 0,0% до 1%.
По умолчанию команды Photoshop отсекают белые и черные пикселы на 0,1%, то есть игнорируют 0,1% с каждого конца диапазона при идентификации самых светлых и самых темных пикселов на изображении. Так как качество изображений, обеспечиваемое современными сканерами и цифровыми камерами, очень высокое, эти значения отсечения по умолчанию могут оказаться слишком большими.
Чтобы определить (нацелить) цветовые значения для самых темных, нейтральных и самых светлых областей изображения, щелкните образец цвета.
Сделайте одно из следующего.
Примечание. При сохранении параметров автоматической корректировки цвета по умолчанию для команд «Автоматическая цветовая коррекция», «Автотон» и «Автоконтраст» не играет роли, какой алгоритм был выбран в шаге 2. Эти три команды автоматической корректировки используют только значения, установленные для целевых цветов и отсечения. Единственным исключением является команда «Автоматическая цветовая коррекция», которая также использует параметр «Привязать к нейтральным средним тонам».

Цветокоррекция неотъемлемая составная часть процесса обработки оцифрованных изображений. Особенно часто необходимость в ней возникает во время допечатной подготовки фотографий: пленочным негативам свойственно со временем выцветать, сдвигая общую гамму изображения в сторону синего или красного цветов. Цифровые камеры также не гарантируют безупречного качества из-за неконтролируемых ошибок ручной настройки баланса. Разумеется, современные графические редакторы располагают необходимым инструментарием, позволяющим исправить ошибки цвета вручную, но при потоковой обработке документов это не очень эффективно. К счастью, существует целый ряд недорогих решений от сторонних производителей, позволяющих максимально автоматизировать процесс цветокоррекции изображений.

AutoEye 2.0 (AutoFX Software)

Пакет AutoEye 2.0 представляет собой новую версию популярного программного продукта, предназначенного для улучшения качества цифровых изображений за счет восстановления цветовых деталей и повышения четкости. Как и раньше, AutoEye 2.0 выпускается либо как самостоятельная программа для платформ Windows и Macintosh, либо в виде плагина к наиболее распространенным графическим редакторам: Adobe Photoshop CS, Jasc Paint Shop Pro, а также Corel Photo Paint и CorelDRAW 9.0. Хотя все эти программы и обладают встроенными средствами коррекции изображений, AutoEye 2.0 выгодно отличается от них за счет использования уникальных фирменных технологий Intelligent Visual Imaging Technologies (так, в своей работе плагин не опирается на традиционные кривые и гистограмму), позволяющих решать те же задачи более простым путем, а также максимально автоматизировать и, следовательно, ускорить их выполнение.

Благодаря использованию «интеллектуальных» инструментов, разработчикам удалось предельно упростить пользовательский интерфейс программы. Все элементы управления сгруппированы в три набора: Enhancement (коррекция ошибок изображения), Color (настройка цветопередачи) и Creative (художественная обработка), а для контроля над всеми вносимыми в изображение изменениями достаточно единственной панели, что, несомненно, куда более эффективно, чем путешествие по многочисленным диалоговым окнам и разветвленным меню.

Режим Color Controls, в свою очередь, отвечает за настройку цветности изображения. За счет использования продвинутых алгоритмов блендинга и корректировочных таблиц программа не только умеет восстанавливать поблекшие при съемке или сканировании оригинала цвета, но и позволяет своему пользователю изменять их изначальную гамму опять-таки, буквально двумя-тремя щелчками мыши.

Для сохранения предварительных результатов работы без внесения изменений в исходный файл AutoEye 2.0 позволяет сохранять текущие настройки в отдельно хранящихся профилях. В качестве исходных документов программа принимает файлы в форматах.psd, .tiff, .bmp, .jpg, .gif, и.png. В случае если для обработки выбран формат Adobe Photoshop .psd, сохраняется информация о слоях.

Цена AutoEye 2.0 129 долл. Демонстрационную версию можно загрузить с сайта разработчика http://www.autofx.com/demo_center.asp .

AliveColors 1.1 (AliveColors)

AliveColors 1.1 удобная и простая в работе утилита начального уровня, обладающая обширными возможностями цветокоррекции и ретуширования оцифрованных изображений «одной кнопкой». Эффективность достигается за счет кумулятивного использования целого ряда процедур, скрытых от пользователя несложным визуальным интерфейсом.

В арсенал AliveColors 1.1 входит восемь встроенных функций цветокоррекции, а также набор традиционных инструментов для «механического» редактирования изображения, в том числе средства выделения, кадрирования, разворота и инвертирования активного слоя. Хотя для более тонкой настройки пользователь получает доступ практически ко всем процедурным параметрам, в большинстве случаев программа справляется с восстановлением качества изображения автоматически (функции Automatic correction by Channels и Automatic correction by Brightness).

Наряду с автоматической коррекцией цвета в рамках всего документа, AliveColors 1.1 позволяет осуществлять и более тонкое редактирование например повышение резкости, создание эффекта размытости или выборочную замену цветов на выделенном участке изображения. Примечательно, что результаты всех производимых операций отображаются в реальном времени в окне предварительного просмотра, а функция сохранения истории позволяет вернуться на несколько шагов назад.

AliveColors 1.1 поддерживает протокол TWAIN, благодаря чему изображения в программу можно загружать непосредственно со сканера или с подключенной к компьютеру цифровой видеокамеры. К единственному недостатку можно было бы отнести чересчур ограниченный набор форматов растровых файлов, известных программе (их всего четыре .bmp. .tiff, .jpg и.png), однако это ограничение касается только stand-alone-версии утилиты в то время как AliveColors 1.1 выпускается и в виде плагина для Adobe Photoshop, Corel Photo Paint и Jasc Paint Shop Pro. Наряду с полной версией разработчики предлагают ее бесплатный вариант с урезанной функ-циональностью (в ней выключен автоматический режим цветокоррекции).

Цена AliveColors 1.1 27 евро. Демонстрационную версию можно найти на сайте разработчика по адресу http://www.alivecolors.com .

Color Mechanic Pro (Digital Light & Color)

Color Mechanic Pro разработанный компанией Digital Light & Color плагин для Adobe Photoshop и Photoshop Elements, включающий довольно мощный и удобный механизм коррекции и редактирования цвета изображения. В отличие от большинства программ своего класса Color Mechanic Pro оперирует цветовым пространством HSL, а в основе ее работы лежат алгоритмы раздельного редактирования каналов с их последующим соединением. Селективный анализ и аппроксимационные вычисления производятся в полностью автоматическом режиме. Фактически роль пользователя сводится к выбору объекта для коррекции (управление цветом осуществляется с помощью HSL-гексагонов и слайдеров тонкой настройки); при этом плагин поддер-живает области выделения, созданные стандартными инструментами Photoshop.

Помимо «полновесной» версии плагина, пользователю предлагается его облегченный вариант Color Mechanic Standard. Основное различие между ними заключается в том, что в полной версии доступно редактирование как RGB-, так и CMYK-изображений в режиме 16 бит на канал, в то время как в упрощенной версии это доступно только для CMYK. Кроме того, интерфейс полной версии обладает несколькими вспомогательными инструментами, а также неограниченным стеком команд для возврата к предыдущему состоянию.

Цена Color Mechanic Pro 50 долл. Демонстрационную версию (она не позволяет сохранять результаты коррекции) можно загрузить с сайта разработчика по адресу http://www.colormechanic.com .

Digital ROC Professional (Eastman Kodak Company)

Плагин DIGITAL ROC Professional продается под торговой маркой Kodak одного из ветеранов цифровой фотографии, однако круг потенциальных пользователей этой программы отнюдь не ограничивается владельцами цифровых камер. Напротив, этот инструмент пригодится любому человеку, которому по долгу службы или в свободное время приходится сталкиваться с необходимостью быстро и эффективно произвести цветокоррекцию проблемного изображения. Плагин предусматривает возможность как автоматического восстановления документа, так и последующей ручной настройки цветового баланса для достижения оптимального результата.

Алгоритмы DIGITAL ROC Professional производят анализ цветовых градиентов загруженного изображения для выявления привнесенного цвета или общего дисбаланса оттенков, вызванного плохим качеством оригинала или ошибкой в калибровке аппаратных средств. По результатам этого анализа программа генерирует компенсирующие кривые оттенков в каждом из цветовых каналов (при этом поддерживается режим 16-разрядной обработки). Более тонкая настройка яркости, контрастности и цветовой гаммы может быть впоследствии проведена вручную для этого в диалоговой панели плагина предусмотрено окно предварительного просмотра, обновляющееся в режиме реального времени.

DIGITAL ROC Professional работает с файлами, получаемыми из различных источников, в том числе из цифровых камер, планшетных и слайд-сканеров. В последнем случае плагин располагает дополнительными встроенными средствами для повышения качества изображения за счет подавления следов зернистости фотопленки.

Плагин совместим со всеми версиями Adobe Photoshop начиная с 5.0, Jasc Paint Shop Pro 7.0 и старше, а также с другими приложениями, поддерживающими модель плагинов Adobe. Цена DIGITAL ROC Professional составляет 50 долл., а демонстрационную версию программы вы можете найти на сайте разработчика по адресу http://www.asf.com .

iCorrect EditLab (Pictographics International Corporation)

iCorrect EditLab мощный профессиональный инструмент для автоматической цветокоррекции изображений, выпускаемый в виде плагина для Adobe Photoshop и ряда других наиболее популярных графических редакторов. Механизм программы ориентирован на полную цветокоррекцию в масштабе всего документа, основанную на автоматическом анализе содержащейся в файле цветовой информации, распознавании определенных заранее наборов оттенков (например, цвета неба, листвы, человеческой кожи и т.п.), а также заданных пользователем параметров и текущих установок управления цветом Photoshop (или другого «материнского приложения»).

В iCorrect EditLab предусмотрен полностью автоматический режим работы, однако на каждом из шагов цветокоррекции за пользователем оставлена возможность согласиться с предлагаемым компьютером вариантом или внести в него свою правку. Вся операция редактирования складывается из четырех последовательных этапов. На первом программа производит балансировку по нейтральному оттенку, определяя те зоны изображения, которые должны быть окрашены в серый цвет средней интенсивности, устраняя тем самым эффект так называемого color cast. Второй шаг заключается в нахождении предельных точек для белого и черного цветов. Далее iCorrect EditLab корректирует насыщенность оттенков, а также контрастность и освещенность изображения. Четвертый, заключительный этап наиболее сложен на нем программа восстанавливает естественный колорит отдельных оттенков.

Стоимость iCorrect EditLab составляет 100 долл. Демонстрационную версию плагина вы найдете на сайте разработчика по адресу

Как я уже говорил, вам не обязательно знать принцип работы этих инструментов, но надо знать другое - в каких случаях для получения лучших результатов следует отдать предпочтение тому или иному инструменту.

Чтобы нам было немного легче разобраться с данным вопросом, давайте слегка повторим теорию. Как известно, всё многообразие цветов, отображаемых на мониторе компьютера, генерируется методом смещения трёх основных цветов - красного, зелёного и синего.

Белый цвет получается из смешивания красного, зеленого и синего в равной пропорции и полной интенсивности. Черный является полным отсутствием всех трёх основных цветов. Желтый, например, производится путем смешивания красного и зеленого. Смешайте красный и синий, и получите пурпурный цвет, в то время как зеленый и синий вместе даст бирюзовый. Применяйте в различных пропорциях смещение красного, зеленого и синего цветов и их оттенков во всех возможных оттенков, и вы получите в конечном итоге с миллионы и даже миллиарды цветов.

Photoshop смешивает это три основных цвета с помощью цветовых каналов. Один канал для красного, другой для зеленого, а третий для синего. Мы можем найти эти цветовые каналы в панели каналов, которая, по умолчанию, вложена в один стек с панелью слоев. Нажмите на его закладку в верхней части группы панелей, чтобы её открыть:

Откройте панель каналов, нажав на соответствующую вкладку.

В панели мы видим красный, зеленый и синий каналы, и плюс к этому - четвёртый канал RGB, расположенный в верхней части панели. Не позволяйте каналу RGB сбить вас с толку, это на самом деле не канал вообще. RGB означает "красный, зеленый и синий" и это просто сочетание, композиция работающих вместе красного, зеленого и синего каналов, чтобы дать нам полное цветное изображение.

Если вы посмотрите на миниатюры предварительного просмотра красного, зеленого и синего каналов, вы заметите нечто, что может показаться несколько неожиданным - эти цветовые каналы на самом деле вообще не в цвете! Вместо этого, каждый из них представляет собой полутоновое изображение. На самом деле, если мы посмотрим на них повнимательнее, мы можем увидеть, что черно-белое изображение каждого канала отличается от другого. Для предварительного просмотра того, как каждый канал выглядит в документе, просто нажмите на него. Например, я нажму на Красный канал для его выбора:

Выбор красного канала.

При выбранном красном канале полноцветный вариант моего изображения в документе временно заменяется версией в оттенках серого. Так что же означает черно-белое изображение при активном красном канале? Таким образом Photoshop показывает интенсивность красного цвета в картинке - чем ярче область, тем больше красного добавляется к полноцветной версии, в то время как более темные участки имеют менее насыщенный красный. В областях с чисто белым цветом в черно-белом изображении имеют красный цвет в его полной интенсивности, в то время как участки черного цвета не имеют красного вообще:

Предварительный просмотр красного канала. Яркие области содержат больше красного, чем темные участки.

Для того, чтобы увидеть, как в документе выглядит зеленый канал, я нажму на него в панели каналов.

Это действие временно отключит отображение красного и синего каналов, показывая мне в документе только зеленый канал. Здесь мы видим еще одно изображение в оттенках серого, но оно несколько отличается от того, что мы видели с красным каналом. Это происходит потому что интенсивность зелёного цвета на разных областях фотографии, естественно, отличается от интенсивности красного. Повторяюсь, тем ярче участок, тем интенсивнее в нём зелёный цвет, в то время как более темные участки имеют менее насыщенный зеленый. Любые области чистого белого имеют зеленый полной интенсивности, в то время как участки чистого черного цвета не имеют зеленого вообще:

Предварительный просмотр зеленого канала. Более светлые области = более интенсивный зеленый, более темные участки = менее зеленый.

Если теперь мы посмотрим черно-белое изображение синего канала то оно будет так же отличаться от других и работать точно так же. Моя фотография содержит много синего (или любой другой цвет, который использует синий в качестве основного ингредиента), поэтому синий канал выглядит в целом темнее, чем красный и зеленый каналы:

Предварительный просмотр синего канала. Чем светлее область, тем больше синего цвета участвует в смешивании цвета в полноцветном варианте.

Итак, мы узнали, что Photoshop смешивает красный, зеленый и синий цветовые каналы для воспроизведения всех цветов, которые мы видим на изображении. Теперь, исходя из этого, попробуем разобраться, какой из трёх рассматриваемых инструментов когда нам лучше применять. Каждая из трех автоматических команд манипулирует цветовыми каналами по-разному, производя различные результаты. Далее я кратко опишу работу каждого из них, прежде, чем мы посмотрим на них в действии.

Инструмент Auto Contrast является самым основным и понятным из трех рассматриваемых в этом уроке. Когда мы его выбираем, Photoshop анализирует композит всех трех цветовых каналов (другими словами, он рассматривает все три так, как если бы они были одним черно-белым изображением) и просто преобразует темные пиксели в чисто черные, осветляет светлые пиксели до чистого белого и перераспределяет все другие тональные значения между ними. Результатом является изображение с улучшенной общей контрастностью. Важно отметить, что, поскольку он рассматривает все три цветовых канала как одно составное изображение, Auto Contrast не меняет цвета в изображении. Он просто повышает общий контраст, что делает его хорошим выбором для изображений, которые не страдают от каких-либо цветовых проблем.

Auto Tone аналогичен Auto Contrast в том, что он также затемняет темные пиксели до чисто черного, осветляет светлые пиксели в чистый белый и перераспределяет все другие тональные значения между ними, но у него имеется одно серьёзное отличие. Он делает это не на основе трёх каналов, смешанных в один, а на основе каждого канала по отдельности , что означает, что красный, зеленый и синий каналы будут скорректированы также по отдельности. Мы знаем, что Photoshop использует значения яркости в каждом отдельном цветовом канале для того, чтобы определить, сколько каждого цвета смешать в полноцветной версии, так что путем изменения цветовых каналов независимо друг от друга, мы изменим цвета на полноцветном фото, т.к. значения яркости в каналах изменено. Это означает, что, в отличие от Auto Contrast, который не делает ничего больше, кроме увеличения общего контраста, Auto Tone одновременно с повышением контраста изменяет цвета в изображении. Если изображение имеет нежелательный цветовой оттенок, Auto Tone может быть в состоянии это исправить.

Auto Color похож на Auto Tone. Он также затемняет темные пиксели в черный и осветляет светлые пиксели в белый на основе каждого канала по отдельности, так что красный, зеленый и синий каналы будут скорректированы отдельно и независимо друг от друга. Но Auto Color идет на шаг дальше. Вместо того, чтобы просто перераспределить все тональные значения между ними, он пытается исправить любой нежелательный цветовой оттенок путем нейтрализации полутонов в изображении. Это, как правило (но не всегда) делает Auto Color лучшим выбором для автоматического одновременного исправления контраста и решения цветовых проблем.

В следующем материале я расскажу, как правильно и эффективно применять инструменты автоматической настройки изображений.

К выходу в свет готовится новый функционал ЛЭРС УЧЁТ. Теперь при опросе можно будет автоматически скорректировать время прибора, если оно не совпадает со временем сервера. Естественно, на коррекцию времени накладываются некоторые ограничения. Рассмотрим какие ограничения могут накладываться самими устройствами.

Приборы и автокоррекция

1. Прибор может вообще не поддерживать коррекцию, или коррекция проводится недокументированными командами. В этом случае сделать, к сожалению, ничего нельзя. Если в протоколе обмена не описаны или отсутствуют команды, которые изменяют системное время прибора, эта полезная функция нам недоступна. Время можно скорректировать только вручную с панели прибора или через специализированное ПО.

2. Возможность изменить системное время через протокол обмена есть, но для этого нужно выставить аппаратный переключатель на самом приборе. Тут тоже трудно что-нибудь сделать. Обычно кроме установки даты и времени этот ключ разрешает и другие интересные действия. Например, установку весов импульсов, корректирующих коэффициентов, и т.д. Понятно что поворачивать ключ навсегда в положение "всё всем можно" никто не будет. Переключить аппаратный ключ программными средствами тоже затруднительно. Поэтому в таком случае об автокоррекции времени тоже неприменима.

3. Прибор позволяет выставлять любое время, но заносит об этом запись в архив событий или ошибок. К таким приборам относится, например, КМ-5 от ТБН. Проблем здесь нет, автокоррекция может легко быть реализована. Относительно КМ-5 всё же есть некоторые нюансы. Например, установку времени поддерживают только приборы с версией ПО 2.28 и выше.

4. Прибор поддерживает коррекцию, но с оговорками. К примеру, коррекция может выполняться 2-3 раза в сутки, каждый раз не более чем на 30 секунд. Автокоррекция в этом случае будет выполнена, но если время прибора отстаёт сильнее, чем предельно возможная величина коррекции за сутки, для установки правильной даты может потребоваться несколько дней. При этом, в таких приборах обычно есть аппаратный ключ, который позволяет выбрать произвольное время. Но про аппаратный переключатель всё уже написано в п.2.

5. Прибор может поддерживать коррекцию времени, если при работе с ним задан пароль. В таком случае вам самим придётся решить, нужна ли вам автокоррекция, так как если всё же она вам нужна, вам нужно будет в параметрах устройства задать пароль того уровня, который позволяет изменение системного времени. И любой пользователь системы, который имеет право просматривать список устройств этот пароль сможет узнать. Придётся проверить список пользователей и убрать у нежелательных право на просмотр списка устройств.

Часовые пояса

Рассмотрим такую ситуацию. Ваш объект находится в регионе с другим часовым поясом. Часы, естественно, идут по местному времени. Вы начинаете опрашивать устройство, включив автокоррекцию. После того как от прибора будет запрошено текущее время, оно будет сравнено со временем той системы, которая проводит опрос. И если прибор и служба опроса находятся в разных часовых поясах, ЛЭРС УЧЁТ посчитает, что время прибора не совпадает с локальным и выполнит коррекцию. Теперь имеем прибор, который в своём регионе начал спешить или отставать на несколько часов.

Или другой сценарий, который может наблюдаться прямо сейчас. Если прибор находится в другом часовом поясе и его время, например, меньше на один час, а в системных параметрах задана максимальная разница во времени между часами устройства и сервера 30 минут, то после считывания даты и времени, опрос прибора прекратится с ошибкой "Разница времени между системой и устройством больше допустимой, указанной в настройках системы".

Чтобы искоренить вторую проблему и предупредить появление первой, в настройки объекта учёта в ЛЭРС УЧЁТ введён дополнительный параметр - часовой пояс.

Если объект находится в другом часовом поясе, нужно указать его в настройках. Теперь текущее время объекта будет сравниваться с системным с учётом этого часового пояса. Это же смещение используется для автоматической коррекции времени.

Настройки автокоррекции времени

Автокоррекция включается в системных параметрах на вкладке "Опрос".

Флажок "Выполнять коррекцию времени на часах устройства" включает или отключает функцию автоматической коррекции. Сейчас это действие глобально для всех устройств, которые поддерживают коррекцию времени.
В параметре "Минимальное расхождение во времени для применения коррекции" необходимо задать насколько часы должны отстать или уйти вперёд от системного времени, чтобы устройству была выдана команда на коррекцию часов.

Учтите, что коррекция хода часов выполняется в конце опроса, но только в случае, если расхождение между системой и устройством не превышает максимально допустимое значение, которое задаётся в параметре "Максимальная разница во времени между системой и устройством". Если расхождение превышает это значение, опрос будет сразу же завершён с ошибкой.

Список устройств, для которых реализована автокоррекция времени

ТБН КМ-5, РМ-5
Коррекцию поддерживают только приборы с версией ПО 2.28 и выше. Ограничений на количество коррекций в сутки и на величину коррекции нет.

Как следует из (10), статическая точность АЦП многотактного интегрирования определяется только точностью источника опорного напряжения и смещением нуля интегратора и компаратора, которые суммируются с опорным напряжением. Смещение нуля можно устранить автоматической компенсацией. Для этого в цикл преобразования вводят дополнительную стадию установки нуля (см. рис. 11), во время которой интегратор отключается от источников сигналов и совместно с компаратором охватывается глубокой отрицательной обратной связью, как это показано на рис 13. Здесь в качестве компаратора используется ОУ. Между интегратором и входом АЦП включен неинвертирующий повторитель в качестве буферного усилителя Б.

В фазе автоматической компенсации нуля ключи S 1 , S 3 , S 5 разомкнуты, а ключи S 2 , S 4 , S 6 , S 7 - замкнуты. Поэтому интегратор, компаратор и буферный усилитель образуют повторитель напряжения, выходное напряжение которого U к подается на конденсатор автоматической компенсации С ак Входное напряжение буферного усилителя равно нулю, а выходное - его смещению нуля U 0б После окончания переходных процессов на конденсаторе С ак установится напряжение, равное U 0б +U 0и, где U 0и - смещение нуля интегратора. Одновременно конденсатор С оп заряжается от источника опорного напряжения.

На стадии интегрирования входного напряжения ключи S 4 и S 7 размыкаются, а S 1 - замыкается. Так как на это время напряжение на конденсаторе С ак запоминается, смещение нуля в течение фазы интегрирования компенсируется. При этом дрейф нуля определяется только кратковременной нестабильностью, которая очень мала. То же самое сохраняется на стадии счета.

Поскольку в контуре компенсации смещения нуля последовательно включены два усилителя, то легко могут возникнуть автоколебания. Для стабилизации последовательно с ключем S 7 следует включить резистор.

После окончания фазы интегрирования схема управления анализирует выходное напряжение компаратора. Если среднее значение входного напряжения положительно, то на выходе компаратора устанавливается напряжение высокого уровня. В этом случае одновременно с размыканием ключа S 1 замыкаются ключи S 4 и S 5 , подключая ко входу буферного усилителя конденсатор С оп с сохраненным на нем опорным напряжением, причем так, что это напряжение имеет полярность, противоположную полярности источника опорного напряжения. Если среднее значение входного напряжения отрицательно, то на выходе компаратора устанавливается напряжение низкого уровня. Тогда замыкаются ключи S 3 и S 6 , подключая ко входу буферного усилителя опорный конденсатор другими полюсами. В обоих случаях в стадии счета происходит изменение напряжения интегратора U и (t ) в направлении, противоположном тому, которое имело место в стадии интегрирования. Одновременно схема управления формирует код знака. Таким образом, в простейшем случае выходной код АЦП представляет собой прямой код со знаком.

Интегральные АЦП многотактного интегрирования изготавливаются в виде полупроводниковых ИМС. Можно различить две главные группы:

схемы с параллельным или последовательным выходом для сопряжения с микропроцессорами (например, ICL7109, выходное слово которого включает 12 бит плюс знак в параллельном 14-ти или 8-ми разрядном коде, или 18-разрядный плюс знак МАХ132 с последовательным интерфейсом);

схемы с двоично-десятичными счетчиками с дешифраторами для управления семисегментными индикаторами, в том числе мультиплексированными. Такие АЦП применяются в качестве основы для цифровых вольтметров. Примерами могут служить ICL7106 (отечественный аналог - 572ПВ5) с диапазоном +/-2000 отсчетов или ICL7135 (отечественный аналог - 572ПВ6) с диапазоном +/-40000 отсчетов.