Дифференцирующее устройство

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматического управления для получения сигнала о производной регулируемой координаты. Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерения производной периодического входного сигнала, не имеющего разрывов 1-го рода, - достигается тем. что в дифференцирующее устройство, содержащее две аналоговых запоминающих . ячейки, дифференцирующий блок и генератор тактовых импульсов, введены третья аналоговая запомингющая ячейка, второй и третий дифференцирующие блоки, диод, два блока для выделения модуля, триггер, коммутатор и управляемый дискретный делитель частоты. Устройство формирует на выходе второй аналоговой запоминающей ячейки сигнал, пропорциональный первой производной входного сигнала, а на выходе коммутатора - сигнал, указывающий на автоматически выбранный диапазон измерения . 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s 6 06 G 7/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 0 и

00 Э (21) 2668823/63 (22) 02.10.78 (46) 30.01.93. Бюл. М 4 (71) Научно-производственное объединение

"Астрофизика" (72) Е.И. Дорохов, Н.А, Иванов, В.В. Шеваль, Н.В. Зайцев и Е.П. Миронов (56) Авторское свидетельство СССР

М 577540. кл. 6 06 G 7/18, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N 691875, кл. 6 06 G 7/18, 1976, (54) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматического управления для получения сигнала о производной регулируемой координаты.

Изобретение относится к средствам автоматики и вычислительной техники и может найти применение в системах автоматического управления для получения сигнала о производных регулируемой координаты.

Известно дифференцирующее устройство, осуществляющее вычисление разности проинтегрированных на двух соседних интервалах времени значений входного сигнала, т.е. выполняющее операцию дифференцирования со сглаживанием.

Однако такое дифференцирующее устройство не может обеспечить получение производной входного сигнала в широком Ы, 1791826 Al

Цель изобретения — расширение динамического диапазона измерения производной периодического входного сигнала, не имеющего разрывов I-го рода, — достигается тем. что в дифференцирующее устройство, содер>кащее две аналоговых запоминающих . ячейки, дифференцирующий блок и генератор тактовых импульсов, введены третья аналоговая запоминающая ячейка, второй и третий дифференцирующие блоки, диод, два блока для выделения модуля, триггер, коммутатор и управляемый дискретный делитель частоты. Устройство формирует на выходе второй аналоговой запоминающей ячейки сигнал, пропорциональный первой производной входного сигнала. а на выходе коммутатора — сигнал, указывающий на автоматически выбранный диапазон измерения, 1 ил.

С: динамическом диапазоне изменения ее значений, Известно также дифференцирующее устройство, работающее на принципе вычисления первой конечной разности содержащее последовательно соединенные первую аналоговую запоминающую ячейку, информационный вход которой является входом устройства, дифференцирующий блок и вторую аналоговую запоминающую ячейку, а также генератор тактовой частоты.

Данное решение задачи является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению.

1791826

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает получение производной входного сигнала в широком динамическом диапазоне изменения ее значений.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона измерения производной периодического входного сигнала, не имеющего разрыв Йо рода.

Поставленная цель достигается тем, что в дифферен ци рующее устройство, содержащее последовательно соединенные первую аналоговую запоминающую ячейку, информационный вход которой является входом устройства, дифференцирующий блок и вторую аналоговую запоминающую ячейку, а также генератор тактовой частоты, введены второй и третий дифференцирующие блоки, третья аналоговая запоминающая ячейка, диод, два блока для выделения модуля, триггер коммутатор и управляемый дискретный делитель частоты, при этом выход первого дифференцирующего блока подсоединен к информационному входу третьей аналоговой запоминающей ячейки, выход второй аналоговый запоминающий ячейки, являющийся первым выходом устройства, связан со входом первого блока для выделения модуля, выход которого через второй дифференцирующий блок подключен ко входу триггера, соединенного своим выходом со входом третьего дифференцирующего блока, выход которого через диод, включенный в обратном направлении, подсоединен к управляющему входу третьей аналоговой запоминающей ячейки, выход которой через второй блок для выделения модуля связан со входом коммутатора, выход коммутатора, являющийся вторым выходом устройства, подключен к управляющему входу дискретного делителя частоты, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора тактовой частоты, а выход — с управляющими входами первой и второй аналоговых запоминающих ячеек.

На чертеже представлена структурная схема дифференцирующего устройства, выполненная согласно данному изобретению.

Устройство содержит первую, вторую и третью аналоговые запоминающие ячейки

1, 2 и 3, первый, второй и третий дифференцирующие блоки 4, 5 и 6. состоящие, соответственно, из конденсаторов 7, 8 и 9 и резисторов 10, 11 и 12, первый и второй блоки 13 и 14 для выделения модуля, триггер 15, диод 16, коммутатор 17, дискретный делитель 18 частоты и генератор 19 тактоВОЙ частоты.

Дифференцирующее устройство работает следующим образом.

Входной сигнал, поступающий на информационный вход аналоговой запоминающей ячейки 1, квантуется с частотой генератора 19 тактовой частоты, С выхода дифференцирующего блока 4, состоящего из конденсатора 7 и резистора 10, импульсы, пропорциональные текущему эначению первой конечной разности входного сигнала, поступают на вход аналоговой запоминающей ячейки 2, где происходит выделение первой производной входного сигнала.

Для расширения динамического диапазона дифференцирующего устройства оп ределяется экстремум текущего значения первой производной входного сигнала, для чего с помощью блока 13 для выделения модуля формируется сигнал, пропорциональный модулю текущего значения первой производной, хранящегося в аналоговой запоминающей ячейке 2. Этот сигнал через дифференцирующий блок 5, состоящий из конденсатора 8 и резистора 11, поступает на вход триггера 15, который изменяет свое состояние при смене полярности импульсов на выходе дифференцирующего блока 5.

Сигнал, соответствующий отрицательному перепаду напряжения на выходе триггера

15 и формируемый с помощью дифференцирующего блока 6, состоящего из конденсатора 9 и резистора 12, и диода 16, поступает на управляющий вход аналоговой запоминающей ячейки 3 и разрешает запоминание амплитуды импульса, сформированного дифференцирующим блоком 4 и соответствующего максимальной конечной разности входного сигнала в этой ячейке. С выхода аналоговой запоминающей ячейки 3 через блок 14 для выделения модуля сигнал, соответствующий модулю запомненной амплитуды импульса, поступает на вход коммутатора 17, управляющего работой дискретного делителя 18 частоты. Если модуль этого сигнала больше нижнего порога Cz коммутатора и меньше верхнего порога С1 коммутатора, то частота импульсов, поступающих с выхода дискретного делителя 18 частоты на управляющие входы аналоговых запоминающих ячеек 1 и 2, равна частоте импульсов на выходе генератора 19 тактовой частоты, подключенного к сигнальному входу дискретного делителя 18 частоты. Если же модуль сигнала с выхода блока 14 для выделения модуля больше порога С; коммутатора или меньше порога Ср. то на управляющие входы аналоговых запоминающих ячеек 1 и 2 с выхода дискретного делителя

18 частоты поступают импульсы, имеющие, 1791826 соответственно, большую или меньшую частоту, что приводит к изменению частоты квантования входного сигнала и, следовательно, к изменению текущего значения первой конечной разности этого сигнала, Таким образом, на выходе аналоговой запоминающей ячейки 2, являющемся первым выходом устройства, формируется сигнал, пропорциональный первой производной входного сигнала, а на выходе коммутатора 17, являющемся вторым выходом устройства. — сигнал, указывающий на автоматически выбранный диапазон измерения первой производной, т.е. сигнал, указывающий на коэффициент пропорциональности, связывающий величину сигнала на выходе аналоговой запоминающей ячейки 2 и истинное теку цее значение первой производной входного сигнала.

Автоматический выбор диапазона измерения производной входного сигнала позволяет расширить динамический диапазон измерения производной входного сигнала, причем с увеличением числа порогов коммутатора появляется возможность значительного расширения динамического диапазона дифферен цирующего устройства.

Формула изобретения

Дифференцирующее устройство, содержащее последовательно соединенные первую аналоговую запоминающую ячейку, информационный вход которой является входом устройства, дифференцирующий блок и вторую аналоговую запоминающую ячейку, а также генератор тактовой частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью расширения динамического диапазона измерения производной периодического

5 входного сигнала, не имеющего разрывов

I-ro рода, в него введены второй и третий дифференцирующие блоки, третья аналоговая запоминающая ячейка, диод. два блока для выделения модуля, триггер, ком10 мутатор и управляемый дискретный делитель частоты, при этом выход первого дифференцирующего блока подсоединен к информационному входу третьей аналоговой запоминающей ячейки, выход второй

15 аналоговой запоминающей ячейки, являющийся первым выходом устройства, связан с входом первого блока для выделения модуля, выход которого через второй дифференцирующий блок подключен к входу

20 триггера, соединенного своим выходом с входом третьего дифференцирующего блока, выход ко-орого через диод, включенный в обратном направлении, подсоединен к управляющему входу третьей аналоговой эа25 поминающей ячейки, выход которой через второй блок для выделения модуля связан с входом коммутатора, выход коммутатора, являющийся вторым выходом устройства, подключен к управляющему входу дискрет30 ного делителя частоты, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора тактовой частоты, а выход — с управляющими входами первой и второй аналоговых запоминающихх ячеек. й(