Дифференцирующее устройство


 


Владельцы патента RU 2479024:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения и автоматического регулирования. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет возможности получать информацию о производной изменяющейся физической величины непосредственно в цифровой форме. Результат достигнут за счет высокочастотного заполнения сформированных широтно-импульсных последовательностей и выделения реверсивным счетчиком импульсов разности импульсов в соседних «пачках» импульсов, что является мерой производной физической величины с последующим преобразованием разности импульсов демодулятором 9 в пропорциональное напряжение постоянного тока. В предлагаемом устройстве информация о производной поступает не только в аналоговой форме как в прототипе, но и цифровой, что позволяет применять дифференциатор и в цифровых системах регулирования и управления при допроцессорной обработке информации. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения и автоматического регулирования.

Известны различные системы измерения производных физических величин (авт. свид. СССР №1427391, кл. G06G 7/18, 1987).

Недостатком этих систем является низкая помехоустойчивость и большая погрешность определения производной для медленно изменяющихся физических величин.

Известно также устройство, содержащее генератор пилообразного напряжения импульсов, RS-триггеры, логические элементы ЗАПРЕТ, а также логические элементы И, ИЛИ, а также блоки задержки и демодуляторы (авт. свид. СССР N 4679452/24, кл. G06G 7/18, 1989).

Недостатком этого устройства является большое количество элементов с соответствующими связями и, следовательно, имеет недостаточно высокую надежность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является дифференцирующее устройство (авт. свид. СССР №1728870 A1, G06G 7/18), содержащее блок сравнения, первых вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход через распределитель импульсов соединен с входом соответственно первого и второго элементов задержки, два триггера, демодулятор и блок вычитания, при этом нулевой и единичный входы первого триггера соединены соответственно с входом и выходом первого элемента задержки, нулевой и единичный выходы второго триггера соединены с выходом и входом элемента задержки, прямые выходы первого и второго триггера соединены соответствующими входами блока вычитания, выход которого через демодулятор соединен с выходом устройства.

Недостатком этого устройства является пониженная информационная способность, т.к. оно не позволяет получать информацию о производной непосредственно в цифровой форме.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение информационной способности дифференцирующего устройства и получение информации о производной входного сигнала как в виде напряжения постоянного тока, так и в цифровом виде.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном дифференцирующем устройстве, содержащем компаратор, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, выход которого связан со вторым входом элемента И и входом первой дифференцирующей RC-цепи, а первый вход схемы И соединен с выходом генератора опорной частоты, при этом выход RC-цепи связан со счетным входом триггера, выходы которого подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу схемы И, а выход через последовательно соединенные буферное запоминающее устройство, демодулятор соединен с выходом устройства, а вычитающий вход счетчика связан с его установочным входом R через вторую RC-цепь, последовательно соединенную с блоком задержки 11, а также с входом с буфера 8.

На фиг.1 представлена схема дифференцирующего устройства.

Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входом компаратора 2, второй вход которого подключен к входу устройства, а выход связан со входом элемента И3 и входом дифференцирующей RC-цепи 4, при этом первый вход схемы И3 соединен с выходом генератора опорной частоты 5, а выход RC-цепи 4 соединен со счетным входом триггера 6, выходы которого соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 7, счетный вход которого связан с выходом схемы И3, а выход через последовательно соединенные буферное запоминающее устройство 8, демодулятор (цифроаналоговый преобразователь) 9 связан с выходом устройства, при этом вычитающий вход счетчика 7 соединен с его установочным входом через вторую RC-цепь 10 и блок задержки 11 и входом С буфера 8, образующим цифровой выход Nвых устройства.

Устройство работает следующим образом.

Генератор пилообразного напряжения 1 формирует возрастающее напряжение на первом входе компаратора 2. В момент начала формирования этого напряжения на выходе компаратора формируется фронт прямоугольного импульса, а в момент равенства напряжений на входах компаратора входного Uвх и линейно-измеряющегося формируется спад прямоугольного импульса. Длительность импульса прямо пропорциональна Uвх. Генератор опорной частоты 5 формирует импульсы высокой частоты Fo, которые через схему И3 во время существования импульса на выходе компаратора 2 поступают на счетный вход реверсивного счетчика 7. При этом фронт импульса с выхода компаратора дифференцируется RC-цепью 4 и переключает RS-триггер, выходы которого соединены с суммирующей и вычитающей цепями счетчика 7. В итоге, первый импульс с выхода компаратора 2 заполняется высокочастотными импульсами и поступает на суммирующий вход счетчика 7, а второй - на вычитающий вход. После окончания действия импульса на вычитающем входе счетчика 7 спадом импульса через RC-цепь 10 и блок задержки 11 счетчик устанавливается в исходное состояние, а записанная в нем в коде информация о разности длительностей импульсов переносится в буферное занимающее устройство 8 (вход С) и через демодулятор (цифроаналоговый преобразователь) поступает на выход схемы.

Таким образом в предлагаемом устройстве информация о производной представлена как в цифровом, так и аналоговом видах, что позволяет применять его в аналоговых и цифровых системах регулирования и управления при допроцессорной обработке информации.

Дифференцирующее устройство, содержащее компаратор, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, триггер, демодулятор, блок задержки, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено генератором опорной частоты, схемой И, двумя дифференцирующими RС-цепями и реверсивным счетчиком импульсов, при этом выход компаратора связан со вторым входом элемента И и входом первой дифференцирующей RС-цепи, а первый вход схемы И соединен с выходом генератора опорной частоты, при этом выход RC-цепи связан со счетным входом триггера, выходы которого подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу схемы И, а выход через последовательно соединенные буферное запоминающее устройство, демодулятор соединен с выходом устройства, а вычитающий вход счетчика связан с его установочным входом через вторую RC-цепь, последовательно соединенную с блоком задержки, а также подключенную к входу управления буферного запоминающего устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметических устройств и выполнения арифметических операций суммирования и вычитания в позиционно-знаковых кодах.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметических устройств и выполнения арифметических операций суммирования и вычитания в позиционно-знаковых кодах.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметических устройств и выполнении арифметических операций суммирования и вычитания в позиционно-знаковых кодах.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметических устройств и выполнении арифметических операций суммирования и вычитания в позиционно-знаковых кодах.

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметических устройств и выполнения арифметических операций, в частности процессов суммирования и вычитания, в позиционно-знаковых кодах.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметических устройств для выполнения арифметических операций суммирования и вычитания в позиционно-знаковых кодах.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметических устройств и выполнении арифметических операций, в частности процессов суммирования и вычитания, в позиционно-знаковых кодах.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано при реализации дискретно-аналоговых устройств обработки: фильтров, усилителей, корректоров.

Группа изобретений относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и предназначено для построения прецизионных аналоговых устройств управления в аэрокосмической технике, функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, аналоговых процессоров. Техническим результатом является повышение точности вычисления интегральной функции входного напряжения. Устройство содержит интегратор, коммутатор, два замыкающих ключа, два блока аналоговой памяти, два сумматора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и предназначена для создания прецизионных интеграторов аналоговых сигналов инерциальных приборов систем навигации и автоматического управления в ракетно-космических системах. Техническим результатом является повышение точности вычисления интегральной функции. Устройство содержит две одинаковые секции интегрирования, выполняющие интегрирование на двух последовательных временных участках, и сумматор, при этом каждая секция интегрирования содержит интегратор, два замыкающих ключа, коммутатор, два блока аналоговой памяти, сумматор. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и предназначено для создания прецизионных интеграторов аналоговых сигналов для инерциальных приборов систем навигации и автоматического управления в ракетно-космических системах. Техническим результатом является уменьшение габаритов устройства и повышение точности непрерывного интегрирования аналогового сигнала произвольной формы. Поставленная задача достигается за счет периодического сброса интеграторов в процессе интегрирования и суммирования интервальных значений интегральной функции входного напряжения, что позволяет значительно уменьшить емкости конденсаторов в цепях обратной связи операционных усилителей. 2 ил.

Изобретение относится к электронной измерительной технике и аналитическому приборостроению. Технический результат - повышение точности интегрирования входного напряжения за счет максимально возможного устранения перерывов в интегрировании напряжения входного источника. Аналоговый интегратор напряжения содержит источники входного и эталонного напряжений, два ключа, интегрирующий усилитель, суммирующий хронометр, блок управления, дифференцирующая RC-цепь, при этом основной и дополнительный ключи выполнены в виде выключателей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электронной измерительной технике и аналитическому приборостроению. Технический результат заключается в снижении нелинейности и повышении точности при интегрировании в широком диапазоне величин входных сигналов. Аналоговый интегратор содержит источники входного и эталонного напряжений, переключатель, основной интегрирующий усилитель, дополнительный интегрирующий усилитель, основной компаратор, суммирующий хронометр и блок управления, дополнительный компаратор и конденсатор, при этом первый и второй входы дополнительного компаратора подключены соответственно к выходу основного интегрирующего усилителя и к источнику входного напряжения, первый вход основного компаратора подключен к точке с нулевым потенциалом, выходы основного и дополнительного компараторов соединены с входами блока управления, выходы последнего соединены с переключателем и суммирующим хронометром, а конденсатор включен между второй выходной клеммой источника эталонного напряжения и входом основного интегрирующего усилителя. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.
Наверх