Устройство для интегрирования переменного сигнала

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 6 7/186

ГОСУДАРСТВЕН-АЛЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 Ì

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4409616/24 (22) 12.04.88 (46) 30.01.91. Бюл. М 4 (71) Ленинградское проектно экспериментальное отделение Всесоюзного государственного научно-исследовательского и проектного института "ВНИИПроектэлектромонтаж" (72) А. В. Кидаков, Б. Г. Кириенко, Н. И. Литвинов и А.В. Садыков (53) 681.335(088. 8) (56) Патент США М 4384257, кл. G 06 G 7/18, 1983.

Авторское свидетельство СССР йк 556455, кл. G 06 G 7/186, 1975.

5U 1624483 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕГРИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в частности к устройствам для интегрирования переменного сигнала. Цель изобретения — повышение точности интегрирования. Устройство содержит формирователь импульсов 1, генератор импульсов 2, элемент задержки 3, интегратор 4 с обнулением, запоминающий элемент 5, масштабный элемент 6 и сумматор 7. Ошибка, обусловленная наличием смещения на входе интегратора, в предложенном устройстве не интегрируется, за счет чего точность интегрирования повышается, 5 ил.

1624403

Изобретение относится к аналоговои вычислительной технике и предназначено для интегрирования переменного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности интегрирования.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для интегрирования переменного сигнала; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы работы устройства при отсутствии ошибки во входном сигнале; на фиг.4 и 5 — то же,.при наличии во входном сигнале ошибки д.

Устройство для интегрирования переменного сигнала (см. фиг,1) содержит фор мирователь 1 импульсов, генератор 2 импульсов, элемент 3 задержки, ин -егратор

4 с обнулением, запсминающий элемс пт 5, масштабный элемент 6 и сумматор 7.

На диаграммах показаны сигналы: а) на входе устройства; б) на выход;. генератора 2; e) на выходе интегратора 4 и на выходе масштабного элемента 6 (пунктир); г) на выходе устройства. На диаграмме (фиг,5д) изображен резупь-.d; инге рирования переменного сигнала с ошибкой д ез применения устройства.

Устройство работает следу1ощим 00pdзом, На вход интегратора 4 поступает переменный сигнал с периодом Т(фиг,2, а). Ген ратор 2 вырабатывает сигналы с периодом. равным Т/2 (фиг,2, б) на обнуление интегратора 4 и на запоминание уровня выходно о сигнала запомина1о:.цим элементом 5.

При этом сигнал на вхоц сбр са н ратора 4 поступает через элемент 3 задержки.

В момеить вРемени тп где . = О, 1, 2, 3,„., происходит обнуление интегратора 4 (фиг.2 в), в это1 же момент на запоминающем элемен ге 5 сохраняется уровень сигнала интегратора 4 до обнуления, записанный в момент времени тп — (зад, где 1зад — время задержки элемента 3 задержки. В связи с тем, что время задержки teaf1 существенно меньше выбранного масштаба времени. на диаграммах для упрощения оно показано совмещенным с t„. Сигнал с выхода запоминающего элемента 5 передается на масштабный элемент 6, а затем с коэффициентом

1/2 (фиг.2 в, пунктир) на один из входов сумматора 7, На другой вход сумматора 7 поступает счгнал с выхода интегратора 4 (фиг.2 в). Выход сумматора 7 является выходом устройства (фиг.2 r).

В момент времени tii +1 поступает очи редной сигнал с генератора 2 и цикл повторяется аналогично.

Значение коэффициента передачи масштабного элемента 6, равного 1/2, является оптимальным и выбрано исходя иэ условия монотонности, т.е, отсутствия в любой мо5 мент времени скачкообразных изменений выходного сигнала устройства, Для выполнения это-о условия необходимо, чтобы в

МОМЕит тп ОбНУЛЕНИЯ, КОГДа СИГНаЛ ИЗМЕнл:.тся скачком, к выходному сигналу ин1„ те; ратора 4 (фиг.2 в) добавлять аналогичное противоположное изменение сигнала с коэффициентом К (фиг,2 e,пунк1 тир дг.-, . = — ).

Усло11ия монотонности выходного сигнала устройства при интегрировании переменной периодической функции: оных (1п — +) =- Usi х (tn + A (1)

rP"-. Ыeb;x -- ВЫХОДНОЙ СИ1иаЛ УСтРОйСтеа;

20 Х- приращение времени, 4- 0

n = О, 1, 2, 3... - натуральный ряд чисел, Для момента времени 1п обнуления чнтьгрзтора 4 справедливо эс (п+ 1)— -) Rblx и п Л) = Uext1t

riT

U eb„и (1п A)=0 где О х — входной сигнал устрой"..тва;

Ueb. и-- Л.ХОЦНОй СИ1иаЛ ИитЕГРатОРа;

Т вЂ : ериод входного сигнала (здесь и .::.> далее опускается собственная пбстолниая ьремени интегратора 4)

ALJ ebix id U BbIx vl (tr + +) (и+1)— т г

iedix и (1п Л) . Uexdt пт г

Для масштабногп элемента (фиг.2 в, 1 пу, ктир) при K» = — справедливо

2 (и +1) — и— г

Лд„„., =K„;1 f и di -J Ue.dt), (и — 1)—

50 (2) где Ue x „„— выходной сигнал масштабного элемента;

А У „,„„, — приращение выходного сигнала масштабного элемента в моментo6нуления интегратора;

К вЂ” коэффициен; передачи масштабного элемента i.

Для переменного периодического сигнала справедливо рапенство

16244133

<+— т

<+т

J uâõ at = — 3 0вх Ф.

<+—

Т

Тогда уравнение (2) прлобретвт вид

А<< вых мэ („+1) т („+1) т

=к„, (— f u.,ос -f u.,ail = лT <).

2 2 (3) 2Кмэ <О вых и

Для соблюдения условия монотон<<о—

Сти, кОгда Л И вых мэ = Л И вых и необходим коэффициент масштабного эле

1 мента Кмэ = —, 2

Особенностью в рабо е устрой=тва является то, что в первом периоде интегрирования на выходе устройс ва имеют место отклонения от требуемого значениг. сигнала, однако установившийся режим наступает не позднее моменга времени t =- 12 (фиг.2 г). Поэтому все расчеты верны для

T t > t2, что состав,яет Т -„— в зависимости от значения фазы обнуляющих импульсов относительно входного сигнала

Ошибка входного сигнала д (фиг.4 а) не интегрируется (ие накапливается) устройством, однако приводит к появлению в выходном сигнале ска <кообразных изменений, обусловленных обнулением интегратора. Величина эгих скачков и о<и<бки на

3 выходе устройсгва равна — д Т, 4 где Т вЂ” период входного сигнала;

5 д — значение ошибки во входном сигнале устройства.

Аналогичный результат достигается при несовпадении обнуляющих импульсов интегратора с моментами перехода через ноль

10 интегрируемого г<еременныго сигнала. На фиг.5 э — г представлен такой случай. Сигнал на выходе устр;.йства (фиг.5 г) имеет в моменты времени ь и t) отклонения от требуемо<о значения, но, начиная с t2, входит в

15 установившийся оежим. Ошибка Р )и этом также не нака <ливается

Фог<мулл изсбоетения

Устройство для интегрирования переменного сигнала, содержащее ин.егратор с

2<3 обнулением, выход которого подключен к первому входу:.умматора, генератор импульсов, выход которшо соединен с управляющим в одом запоминающего элемента и через эг<емен задержки псдключен к входу сброса < ) еграт-. ра, с ) л и ч э ю щ е ес я тем, чт.), с целью понь,шения точности инте< рирован«я. р его введены формирователь v <ïóï<,ã<)â «I,хг с<е)dáíûè элемент, включснный мг жду < I: ë запом«<ающе3Q Го зл<)мен< < и его()ым вх дом cумматора, вход фиг)< <«рова) еля < ; <) ульсов соединен с входом устройсгк.а, а выход г отключен к в;од; си«хоонизации ге«ера<ора импульсов.

1624483

Составитель С.Белан

Техред М.Моргентал Корректор А.Долинич

Редактор А.Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уа.Гагарина, 1О1

Заказ 192 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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