Дифференцирующее устройство

 

ОПИС

АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со оз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

M. Кл. G Обд 7/18

Заявлено 05.Х.1970 (№ 1480849/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 22.VI11.1973. Бюллетень . 34

Дата опубликования описания 12.Х11.1973

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изааретений и открытий

УДК 681.3I35(088.8) Автор изобретения

В. П. Дьяконов

Заявитель

ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОИСТВО

Изобретение относится к информационноизмерительной и вычислительной технике.

Известны дифференцирующие устройства, содер>кащие диффсренцирующую RC-цепочку и охваченный обратной связью операционный усилитель. Недостатком этих устройств является невысокая точность и узкий диапазон дифференцирования. Качество дифференцирования зависит от выбора масштабного коэффициента, зависящего, в свою очередь, от сопротивления Р цепочки. При этом если для увеличения выходного напряжения увеличивать R, то качество дифференцирования будет ухудшаться.

Для повышения помехозащищенности и увеличения точности нри изменении масштабного коэффициента в широком диапазоне в предлагаемом устройстве к выходу дифференциального усилителя подключены управляемые источники тока положительной и отрицательной полярности, выходы которых объединены и через масштабный резистор подключены к конденсатору.

Схема устройства показана на чертеже.

Устройство снабжено управляемым источником 1 тока положительной полярности, управляемым источником 2 тока отрицательной полярности, резистором 3 с подключенными к нему выходными клеммами 4 и содержит конденсатор 5, дифференциальный усилитель 6 и входные клеммы 7. B устройстве выходы источников тока объединены и через резистор

> подключены к интегрирующему конденсатору 5. К нему подключен также свободный вход дифференциального усилителя, выходы которого подсоединены ко входам управления источников тока.

10 Устройство работает следующим образом.

Дифференциальный усилитель 6, управляfoU пй 11cToчннкамп 1 EI 2 Ti>K<1, совместно интегрируя>щпм конденсатором 5 образует следящую систему, которая поддерживает на15 пряженпс на конденсаторе, равным изменяющемуся входному напряжению, т. е.

20 Если, например, входное напряжение, нарастая, превышает напряжение на конденсаторе

У,, то дифференциальный усилитель разбалансируется и на его выходе появится сигнал. Этот сигнал увеличивает ток источника 1

25 и уменьшает ток источника 2, В результате конденсатор начинает заряжаться, пока напряжение па нем не сравнястся со входным. 1 аким образом источник тока 1 работает, если входное напряжение нарастает, а источник

30 тока 2 — если оно падает. Известно, что ток, 394805

Предмет изобретения

Составитель С. Белан

Корректор Л. Чуркина

Техред T. Курилко

Редактор Н. Коган

Заказ 3308/10 Изд. ¹ 1828 Тираж 647

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, М(-35, Раушская наб., 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 протекающий через конденсатор, связан с напряжением на нем зависимостью =C

Так как напряжение на конденсаторе U, автоматически поддерживается равным Ув,-, то =C (з)

Из рассмотренного ясно, что данное устройство принципиально выполняет точное дифференцирование. Если включить в цепь источников тока сопротивление Я (резистор 8) то снимаемый с него сигнал равен

U„,„=i .R = х с " =К "" (4)

dt dt

Из (4) следует, что величина Л, определяющая масштабный коэффициент, не влияет на точность дифференцирования и, следовательно, при любой заданной точности может независимо выбираться, исходя из требуемого выходного напряжения.

Так как конденсатор 5 фактически выполняет функции интегрирования разностного тока источников тока, то данное устройство обладает повышенной помехозащищенностью (фактически оно выполняет дифференцирование со сглаживанием). Погрешность дифференцирования в данном устройстве может быть обусловлена конечным входным сопротивлением усилителя, однако его легко сделать достаточно большим (например, применив полевые транзисторы). В качестве источников тока можно использовать транзисторы, включенные по схеме с общей базой. Таким образом, конструктивная реализация устройства может быть простой. При высокой точности она будет заметно более простой, чем у

10 обычных дифференцирующих устройств.

15 Дифференцирующее устройство, содержащее дифференциальный усилитель постоянного тока, к одному из входов которого подключен источник входного напряжения, а к другому— конденсатор, управляемые источники тока

20 положительной и отрицательной полярности и масштабный резистор, подключенный к выходным зажимам устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и увеличения точности при изменении масштабного коэффициента в широком диапазоне, к выходу дифференциального усилителя подключены управляемые источники тока положительной и отрицательной полярности, выходы которых объединены и через мас30 штабный резистор подключены к конденсаTOP 1 .