Дифференцирующее устройство

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть ис , 2 пользовано в системах контроля и автоматического , регулирования. Цель изобретения - повышение точности дифференцирования. Дифференцирующее устройство содержит сумматор 1, интегратор 2, элемент 3 масштабирования , блок 4 запоминания, компаратор 5 и 6, генератор 7 тактовых импульсов, одновибратор 8, источник 9 компенсирующего напряжения, источник 10 напряжения смещения, электронные ключи 11 - 13, элементы И 14 - 16, элемент НЕ 17, элемент ИЛИ 18, входную 19 и выходную 20 шины. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) ((!) (sr)s G 06 G 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1-: . - ..;.-:::,: -. ;: .::2 (61) 1539799, пользовано в системах контроля и автомати(21) 4859262/24 .. ческого, регулировайия. Цель изобретения— (22) 14.08.90 . -.... повышение точности дифференцирования, (46) 23.07.92, Бюл,%27 -: Дифференцирующее устройство содержит (71) Таганрогский научно-исследователь- . сумматор 1, интегратор 2, элемент 3 масшский институт связи . табирования, блок 4 зайоминания, компара(72) И.Г.Дорух, А.П,Дорух и А;Н,Гуляев .. тор 5 и 6, генератор 7 тактовых импульсов, (56) Авторское свидетельство СССР. ..: одновибратор 8, источник 9 компенсируюМ 1539799, кл, G 06 G 7/18, 1988.:: . щего напряжения, источник 10 напряжения ,(54) ДИЭЭНРЕНЦИРУЮЩЕЕ УстРойст- смещения, электронные ключй11 — 13;элеВО менты И 14 — 16, элемент НЕ 17, элемент (57) Изобретение относится к аналоговой ИЛИ 18, входную 19 и выходную 20 шины. вычислительной технике и может быть ис- 1 ил, l ! !

3 1749899 . 4

Изобретение относится к аналоговой Устройство содержит сумматор 1, интегвычислительной технике, может .быть ис- ратор 2, элемент 3 масштабирования, блок пользовано-в системах контроля и автома- 4 запоминания, компараторы 5 и 6, генератического регулирования и является "тор 7 тактовых импульсов, одновибратор 8, усовершенствованием известного устрой- 5 источник 9 компенсирующего напряжения, ства поавт.св. %1539799.::. -:, .. . -: источник 10 напряжения смещения, ключи

Известное устройство содержит сумма- (электронные) 11 — 13. элементы И 14 — 16, тор, интегратор, блок запоминания, генера- элемент HE 17, элемент ИЛИ 18, входную 19 тор тактовых импульсов, два элемента И, : и выходную 20 шины. два электронных ключа, два компаратора, 10, Первый(неийвертирующий) входсумодновибратор,двухполярныйиСточникком - матора 1 соединен с шиной 19, второй пенсирующего нап ряжения, двухполярный . (инвертирующий) вход - с выходом интеграисточник нэйряжения смещения, входну@ и - тора 2, а.выход - непосредственно с инфорвыходную шины. В нем первый(неинвертй- мационным входом блока 4 и с первыми рующий) вход сумматора соединен с вход- 15 входами компараторов 5 и 6, а через эленой шиной, второй (инвертирующий) вход- . мент 3 - «с йнформационным входом ключа с выходом интегратора, а выход — с инфор- .. 13. Вторые входы компараторов 5 и 6 соедимационным входом блока запоминания и":нены соответственно с первым и вторым первыми входами компэраторов, еторйе выходами источника 10, з выходы — с входавходы первоro и etoporo компараторов сое-, 20 ми Элемента 18 и первыми входами злемендйнены соответственно с первым и вторым . тов 15 и 14 соответственно, вторые входы . выходами источников напряжения смеще- . : которых соедйнен нйя, а выходы -с первыми входами"соответ- - - тора 8 и вторым входом элемента 16, а вы. СтВЕнно пврэогО И второго Элементов И; "".-- - ходы- с управляющими входами ключей 11 вторые входы которых c0e464ейй" с "выхо- 25 и 12 соответственно, дом одновибратора; а выходы — с упрэвляю- . . щйми входами соответственно -первого и: : Выход генератора 7 соединен с входом второго электронных ключей, ийформаци -, одновибратора 8 и управляющим входом ойные входы первого и второго электрон-. блока 4, выход которого соединен с шиной ных ключей соответственно соединены с. 30 20,.Первый вход элемента 16 соединен с первым и вторым выходами иСточника ком- выходом элемента 17. подключенного сво" пенсирующего напряжений:; э выходы - с им входом к выходу элемента 18, а выход— входом интегратора, управляющий вход: . " с управляющим входом ключа 13, выход коблока запоминания соединен с выходом ге- " toporo соедйнен с входом интегратора 2 и нерэторэ тактовых ймпульсов и входом Од- 35 выхолэми клячей 11 и 12, соединейиых сэо-: новибрэтора, з выход —. -с выходной шиной. . ими информацйонными входами соответст-..

Недостаткомэтогоустройстваявляется : ::. венно с первым и вторым выходами относительно низкая. точность, обуслов- йСточнйка 9; ленйэя нечувс1 вительностью устройства к . .", . Дифференцирующее устройство рабосигналам на еыходе сумматорз, не превы- 40 тает следующим образом. шающим амплитуды напряжения смеще- ::-::;:.:; Сумматар 1 формирует разность между целью изобретения является повыше- значением сигйалз, предшествующим тение точности дифферейцирования,:- . . "кущему, на фиксированный промежуток

B устройство введены третйй элемейт 45. времени Т. Текущее эначенйе сигнала поИ, третий электронйый. яюч элемейтмасш - ступает, на первый (неинвертирующий) табировзния, элемент ИЛИ и элэмент НЕ, : - вход сумматора 1 с шины 19, а предшестпервый. вход третьето элемента И соединей :: вующее — на второй (инвертирующий) вход c выходом элемента Н Е, второй -"C выходом -" с выхода интегратора 2; Указанная разность, одновибраторз, а выход - C"óïð âëéeùèì 50 пропорциональная производной входногр входом третьего электронного клМча, ин- сигнала; поступает непосредствейно на информационный вход--которого через эле-:. формационный вход блока 4 и первые входы мент масштабирования соединен с выходом: компаратора 5 и 6, а через. элемент 3 — на сумматора ; э "выход : -" непосредственйо с информационный вход ключа 13, входом интегратора, первый и второй входы 55 Тенерэтор 7 формирует тактовые имэлемента ИЛИ соединены с выходами соот- пульсы с периодом следования Т, которые ветственно "первого" и второго компарато-- поступают на вход одновибрэтора 8 и управров, а выход — с вх6дом элемента ЙЕ. .., - ляющий" вход блока 4. Под действием имНа.чертеже приведена структурная схе- пульсов генератора 7 блок 4 запоминает ма предлагаемого устройства,: ..:,: ., :. " значение сигнала на своем информацион 1749899

5 ном входе и результат запоминания поступает с выхода блока 4 на шину 20.

На второй вход компаратора 5 поступает напряжение смещения Чс положительной полярности с первого выхода источника 10, 5 а на второй вход компараторэ 6 — напряжение смещения — Ч» отрицательной полярности с второго выхода источника 10. На выходе компаратора 5 формируется сигнал, уровень которого соответствует логической 10

"1", если уровень сигнала с выхода сумматора 1 превышает Ч»; Если же уровень сигйэла с выхода сумматора t не превышает V, то уровень сигнала на выходе компаратора 5 соответствует логическому "О". Сигнал с вы- t5 хода компаратора 5 поступает на первые входы элементов 15 и 18, На выходе компаратора 6 формируется сигнал, соответствующий логической "1",: если уровень сигнала с выхода сумматора 1 20 меньше V<, Если же уровень сигнала с выхода сумматора 1 не меньше — V<, то уровень сигнала на выходе компаратора 6 соответ.ствует логическому "0", Сигнал с выхода компаратора 6 поступает на первый вход 25 элемента 14 и второй вход элемента 18.

В тактовые моменты времени под действием импульсов генератора 7 одновибратор 8 формирует импульсы с уровнем. соответствующим логической "1". которые 30 поступают на вторые входы элементов 14—

16.

Если сигнал с выхода сумматора 1 превышает по модулю уровень V», то сигнал, уровень которого соответствует логической "1", 35 с выхода компэратора 5 (или 6) через элемент 15 (или 14), во время действия импульсов одновибратора 8 через элемент 15 (или

14), поступает на управляющий вход ключа

11 (или 12), в результате чего компенсирую- 40 щее напряжение уровня Е положительной (или отрицательной) полярности с первого (или второго) выхода источника 9 через ключ .. 11 (или 12) поступает на вход интегратора 2, За время действия импульса одновибратора 45

8 напряжение на выходе интегратора увеличивается (или уменьшается), уменьшая ðàñсогласования сигналов на входе сумматора

1 до уровня Ч .

Уровень Е компенсирующего напряже- 50 ния источника 9 выбирается настолько большим, чтобы за время действия имйульса одновибратора 8 интегратор 2 успел отработать любое накапливаемое за интервал времени Т рассогласование. Уровень Ч 55 напряжения смещения выбирается настолько малым, чтобы процесс отработки рассогласования был устойчив. Элемент 3 совместно с ключом 13 и элементами 16 — 18 обеспечивают дополнительную отработку рассогласования между сигналами на первом и втором входах сумматора 2 до нулевого уровня.

Сигнал, управляющий замыканием ключа 13, а следовательно, и подключением элемента 3 к входу интегратора 2, формируется на выходе элемента 16. Включение элемента 17 между выхоцом элемента 18 и первым входом элемента 16 обеспечивает предотвращение появления на-вйходе элемента 16 сигнала, уровень которого соответствует логической."1" при наличии таких сигналов на выходах компэраторов 5 или 6; а подключение второго входа элемента t6 к выходу одновибратора 8 обеспечивает замыкание ключа 13 лишь на время действия импульса одновибратор 8 и размыкэния контура отработки рассогласования на. оставшуюся часть периода Т.

Коэффициент Кз передачи элемента 3 выбирается из условия

Это обеспечивает с одной стороны устойчивую, а с другой стороны — достаточно быструю отработку рассогласования;

В известном устройстае элемент 3, ключ

13 и элементы 16 — 18 отсутствуют, поэтому отработка рассогласования там осуществляется только до уровня Чс, в предлагаемом обеспечивается более точная, практически до нулевого уровня, отработка рассогласо- .. вания. Следовательно, точность запоминания уровня сигнала на предшествующем такте.в предлагаемом устройстве выше, а значит, выше и точность дифференцирования.. Формула изобретения

Дифференцирувщее устройство по авт. св. hL 1539799, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышейия точности дифференцирования, в него введены третий элемент И, .третий ключ, элемент масштабирования, элемент ИЛИ и элемент НЕ; первый входтретьего элемента И соединен с выходом элемента Н Е, второй — с вйходом одновибратора, а выход - с управляющим входом третьего ключа; информацйонный вход которого соединен через элемент масштабирования с выходом сумматора, а выход — с входом интегратора, первый и второй входы элемента ИЛИ соединены с выходами соответственно первого и второго компараторов. а выход — с входом элемента НЕ.