Дифференцирующее устройство

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности дифференцирования. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, интератор 2, нуль - орган 3, первый, второй и третий делители 4, 5, 6 частоты, с первого по четвертый триггеры 7 - 10 и элементы И 11 - 14. Устройство вырабатывает времяимпульсную последовательность на одном из выходов, в зависимости от знака производной, ширина импульсов пропорциональна величине производной. Моменты переброски триггера 10 соответствуют моментам экстремумов. 2 ил. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1ХЗ

ax@

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4365165/24-24 (22) 12.11.87 (46) 23.07.89. Бюл. Ф 27 (71) Томский политехнический институт им. С.И.Кирова (72) В.В.Иедведев (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1146690, кл. G 06 G 7/18, 1983.

Авторское свидетельство СССР

И 1020838э кл . G 06 G 7/18, 1982. (54) ДИФФЕРЕНЦИРУ10ЦЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения—

„„SU„„1495823 А 1 (5I)4 G 06 G 7/18

2 повышение точности дифференцирования.

Устройство содержит генератор 1 так- товых импульсов, интегратор 2, нульорган 3, первый, второй и третий делители 4, 5, 6 частоты, с первого по четвертый триггеры 7 — .10 и элементы

И 11 — 14. Устройство вырабатывает времяимпульсную последовательность на одном из выходов . в зависимости

îT знака производной, ширина импульсов пропорциональна величине производной. 11оменты переброски триггера

10 соответствуют моментам экстремумов. 1 з.п. ф-лы, 2 ип.

3 149582

Изобретение относится к вычислительной технике.

Цель изобретения — повышение точности дифференцирования и расширение функциональных возможностей за счет определения моментов экстремумов сигнала.

На фиг.1 показана схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы,,поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов„ интегратор 2, : нуль-орган 3, первый 4, второй 5 и третий 6 делители частоты, с первого 15 по четвертый триггеры 7-10 и элемен: ты И 11-14.

Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора на вход дели- 20 теля 4 поступают импульсы с частотой, определяемой требуемой точностью работы устройства, которая определяет также и коэффициент деления делителя

4. Одновременно с пуском устройства триггеры 7 — 9 и делители 5 и 6 устанавливаются в исходное состояние. Исходному состоянию триггера 7 соответствует наличие сигнала íà его инверсном выходе. Исходному состоянию триг- ЗО геров 8 и 9 соответствует отсутствие сигналов на их выходах. Исходному состоянию делителя 5 соответствует отсутствие сигнала на его выходе, исходному состоянию делителя 6 соответствует наличие сигнала на его выходе. Элементы И 11 и 13 закрыты ввиду отсутствия сигналов на первых входах, соединенных соответственно с вы- ходами триггеров 8 и 9. Элементы И .ИО

12 и 14 закрыты ввиду отсутствия сигнала на одном из входов. На выходах устройства сигналы отсутствуют.

При поступлении импульса с выхода делителя 4 на вход запуска интеграто- g5 ра 2 начинается интегрирование входного сигнала, поступающего на первый вход интегратора 2. Интегрирование входного сигнала производится в течение итервала времени, "т" 5О щего длительности импульса на выходе делителя 4. По окончании импульса на выходе делителя 4 производится разряд интегратора 2 эталонным напряжением (элементы, обеспечивающие разряд интегратора 2 с постоянной скоростью, не показаны ). Время разряда интегратора 2 определяется величиной эталонного напряжения и заведомо

3 4 меньше длительности импульса на выходе делителя 4, При достижении выходным игналом интегратора 2 нулевого уровня срабатывает нуль-орган 3. Сигнал с выхода последнего опрокидывает триггер 7.

Сигнал с первого выхода триггера 7 поступает на первый вход триггера 8, приводя в состояние, при котором на его выходе появляется сигнал. Одновременно сигнал с первого выхода триггера 7 поступает на шину сброса делителя 5, приводя,,его в нулевое состояние. Коэффициент деления делителя 5 в два раза больше коэффициента деления делителя 4, поэтому длительность импульса на выходе делителя 5 в два раза больше длительности импульса на выходе делителя 4.

Импульсы с выхода генератора 1 через открытый элемент И 11 поступает на вход делителя 5. При поступлении на вход делителя 5 количества импульсов, равного его коэффициенту деления, делитель 5 срабатывает, на его прямом выходе появляется сигнал, который поступает на первый вход элемента И 12. Элемент И 14 закрывается.

Сигнал с прямого выхода делителя 5 поступает также на второй вход триггера 8, приводя его в состояние, при котором на выходе триггера 8 сигнал отсутствует. Элемент И 11 закрывается и импульсы с выхода генератора 1 на вход делителя 5 не проходят.

При поступлении второго импульса с выхода делителя 4 на вход интегратора 2 начинается интегрирование, входного сигнала. Вновь интегрирование производится в течение :интервала времени, равного по длительности импульсу на выходе делителя 4, затем производится разряд интегратора 2 с той же эталонной скоростью.

При достижении выходным сигналом интегратора 2 нулевого уровня срабатывает нуль-орган 3, импульсом с выхода которого опрокидывается триггер

7. Сигнал с второго выхода триггера

7 поступает на первый вход триггера

9, приводя его в состояние, при котором на выходе триггера 9 появляется сигнал. Одновременно сигнал с второго выхода триггера 7 поступает на шину сброса делителя 6, приводя его в нулевое состояние.

Параметры делителей 5 и б иден.тичны.

5 149

Импульсы с выхода генератора 1 через открытый элемент И 13 поступают на вход делителя 6. При поступлении на вход делителя 6 количества импульсов, равного коэффициенту деления, делитель 6 срабатывает и на его прямом выходе появляется сигнал, который поступает на вхоц элемента И 12. Сигнал с выхода делителя 6 поступает также на второй вход триггера 9, перебрасывая его в такое состояние, при котором сигнал на выходе отсутствует.

Закрывается элемент И 13 и импульсы с выхода генератора 1 на вход делителя 6 не приходят. Закрывается также элемент И 14, так как на инверсном выходе делителя 6 сигнал отсутствует.

Величина производной входного сигнала характеризуется интервалом времени между срабатываниями нуль-органа 3 и одного из делителей, (5 или 6) между импульсами на выходе делителя 4.

Последовательность срабатывания нуль-органа 3 и делителей 5 и 6 зависит от знака производной.

При монотонном увеличении входчого сигнала информация о величине производной в виде времяимпульсной последовательности появляется на выходе элемента И 12 вследствие наличия сигналов на прямых выходах делителей 5 и 6 (первым срабатывает адин иэ делителей 5 или 6, затем срабатывает нуль-орган 3). При уменьшении входного сигнала информация о величине производной появляется на выходе логического элемента И 14 вследствие наличия сигналов на инверсных выходах делителей 5 и 6 (первым срабатывает нуль-орган 3, затем срабатывает один из делителей 5 ипи 6) .

Изменение знака производной приводит к срабатыванию триггера 10.

В последующих циклах определения величины производной входного сигна ла порядок работы устройства повторяется.

Иа временных диаграммах сверху вниз представлено состояние выходов делителя 4, интегратора 2, нуль-органа 3, делителей 5 и 6, триггеров 7— 9, логических элементов И 12, 14, триггера 10.

Таким образом, определение величины производной входного сигнала производится в предлагаемом устройстве с высокой точностью, обусловленной

5823 6 наличием одного измерительного канала и одного времяэадающего элемента.

2. Устройство по п.l, о т л и— ч ающе е ся тем, что, с целью

55" расширения функциональных вазможностей эа счет определения моментов экстремумов сигнала, устройство со10

l5

Ф а р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Дифференцирующее устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, интегратор, информационный вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом нуль-орга— на, выход которого соединен с входом первого триггера, первый и второй элементы И, о т л и ч а ю щ е е с я

I тем, 1то, с целью повышения точности, в него введены второй и третий триггеры, три делителя частоты, третий и четвертый элементы И, при этом выход генераторя тактовых импульсов соединен с входом первого делителя частоты и с первыми входами первого и второго элементов И, прямой выход первого триггера соединен с единичным входом второго триггера и с входом сброса второго делителя частоты, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, с нулевым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом гервого элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго делите-. ля частоты, инверсный выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, инверсный выход первого триггера соединен с единичным входом третьего триггера и с входом сброса третьего делителя частоты, выход третьего триггера соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом третьего делителя частоты, инверсный выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, а прямой вы- . ход — с нулевым входом третьего триггера и с вторым входом третьего элемента И, вход запуска интегратора соединен с выходом первого делителя частоты, выходы третьего и четвертого элементов И являются выходами соответственно положительной и отрицательной производной. держит дополнительный триггер, единичный и нулевой входы которого сое1495823

Корректор А.Коэориэ

Заказ 4269/48

Тираж 668

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 динены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, а выСоставитель Г.Осипов

Редактор А.Шандор ТехредЛ.Олийнык: ходы являются выходами индикации моментов экстремумов.