Устройство для дифференцирования

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (») 525118! (I (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.02.75 (21) 2107194/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08.76. Бюллетень №30 (45) Дата опубликования описания05.04.77 (51) М. Кл.

G06 G 7/18

G06 G 9/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изаоретений и открытий (53) УДК

681.335.713 (088.8) Н. Е. Болгов, С. Д. Лутов, А. А. Снегур, Ю. К. Цыганков (72) Авторы изобретения и Р. С. Чернобай (71) Заявитель

Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской CCP (54) УСТР01 1СТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в адаптивных системах управления и специализированных вычислительных машинах для дифференцирования медленно. меняющихся сигналов. 5

Известно устройство для определения частной производной (1), в котором выделяется величина, пропорциональная приращению за некоторый интервал времени, состоящее из дифференцирующего усилителя, выход которого связан со входом интег- 10 рирующегоусилителя, а цепи обратных связей обоих усилителей шунтируются контактами реле.

Недостатками такого устройства при использовании его в системах с медленно меняющимися сигналами являются малое время дифференцирова- 15 ния и запоминания на усилителях с конденсаторами из-за растущих со временем ошибок; инерционность устройства из-за того, что выходной сигнал формируется на интегрирующем усилителе; сложность устройства, так как оно содержит два усили- 20 теля и два реле, которые необходимо коммутировать в разное время.

Известно также устройство 2 содержащее уси7 литель-ограничитель с резисторами, блок памяти на магнитном сердечнике, ключ, генератор-компаратор, детектор и фильтр.

Однако такое устройство имеет сложную схему, так как функции усилителя и компаратора в нем не совмещены.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является аналоговое устройство (3), которое содержит усилитель, вход которого соединен через входной масштабирующий резистор со входом устройства, а через резистор обратной связи с выходом устройства и с нормально замкнутым контактом переключателя. Кроме того, в состав устройства входит запоминающий блок на магнитном сердечнике с обмотками записи, считывания, смещения и обратной связи и выпрямитель.

Недостатками указанного устройства являются чувствительность к высокочастотным помехам входного сигнала в режиме записи и сложность устройства, заключающаяся в том, что выходной сигнал представлен в широтно-импульсном коде и нуждается в детектировании, при записи сигнала необходимо коммутировать цепь записи каждые тт полупериодов, либо повышать частоту питания запоминающего блока, необходимо иметь несколько питающих напряжений для обмоток питания, 525118 считывания и смещения, необходим выпрямитель B цепи обратной связи усилителя.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности и упрощение устройства.

Это достигается тем, что в дифференцирующее б устройство введены электрохимическэий модулятор света и согласующий элемент, включенные последовательно между шиной нулевого потейциала и нормально разомкнутым контактом переключателя, компенсирующий и рабочий фоторезисторы, одни Ф выводы которых соединены с разнополярными выводами соответствующих источников опорных напряжений, а другие выводы связаны со входом усилителя постоянного тока, и источник света, оптически связанный с компенсирующим фоторезистором р непосредственно, а с рабочим фоторезистором через электрохимический модулятор света.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства, Устройство содержит усилитель 1 постоянного 20 тока, входной масштабирующий резистор 2, резистор обратной связи 3, переключатель 4, электрохимический модулятор света 5, компенсирующий фоторезистор 6, согласующий элемент 7, рабочий фоторезисгор 8,источник света 9. Входом диффе- _#_ ренциатора является клемма входного масштабируюшего резистора 2,а выходом - клемма резистора обратной связи 3, подключенная к выходу усилителя 1.

Устройство работает следующим образом. 30

В исходном состоянии переключатель 4 находится в нормально замкнутом положении, ко входу устройства подключен сигнал, подлежащий дифференцированию. В режиме записи переключатель 4 переводится в нормально разомкнутое положение. 35

На выходе усилителя 1 образуется сигнал ошибки, величина и знак которого определяются предыдущим сигналом, записанным в электрохимический модулятор света, и сигналом со входа устройства, В контуре записи обеспечивается отрицательная об- 40 ратная связь. Под действием управляющего напряжения электрохимический модулятор света 5 изменяет свою оптическую плотность, а рабочий фоторезистор 8 изменяет свою проводимость. В результате этого изменяется ток во входной цепи операцион- 46 ного усилителя 1. Согласующий элемент 7 собран из нескольких диодов и резисторов и служит для согласования режимов электрохимического модулятора света 5 с операционным усилителем 1.

По окончании записи переключатель 4 перево- ® дится в нормально замкнутое положение. В результате изменения входного сигнала на выходе устройства выделяется сигнал ц. (<) = — X(u(ц-и()) вых 1

ПРИ t„(t 4 t„,„; = 1, 2 ... где LL(t) -текущее значение входного сигнала;

U. (t, -значение входного сигнала, записанное в электрохимическом модуляторе света 5 в момент времени t;; 60

k- коэффициент передачи усилителя 1. Через время т = t; — т операция перезаписи повторяется, Проводимость компенсирующего фоторезистора 6, освещаемого тем же источником света 9, выбирается в середине диапазона изменения проводимости рабочего фоторезистора 8, что дает возможность при соответствующем выборе питающих напряжений — 0„и +0„записывать сигналы любой полярности.

Устройство благодаря наличию согласующего элемента 7 и исполнению электрохимического модулятора света 5 с компенсирующим фоторезистором б, обладает рядом преимуществ. В режиме записи он нечувствителен к помехам, содержащимся во входном сигнале, так как электрохимический модулятор света 5 фильтрует их,являясь интегратором записываемого сигнала. При высокой точности записи устройство для дифференцирования позволяет получать значения приращений с погрешностью - 1% для входных сигналов с периодом от 10 до 24 ч и более.

Устройство существенно упрощено за счет того, что переключатель при записи срабатывает только один раз, выходной сигнал в детектировании не нуждается, а для питания всего устройства используется постоянное напряжение лишь от двух источников питания.

Описанное устройство внедряется в системе автоматической оптимизации процесса алкилирования. Оно входит в состав операционного блока макета устройства управления адаптивной системой

/УУАС/.

За счет автоматической оптимизации процесса ожидаемый экономический эффект от внедрения

УУАС по сравнению с ранее использовавшимся устройством составляет 80 000 рублей в год.

Формула изобретения

Устройство для дифференцирования, содержащее усилитель постоянного тока, вход которого соединен через входной масштабирующий резистор со входом устройства, а через резистор обратной связи с выходом устройства и с нормально замкнутым контактом переключателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения помехозащищенности и упрощения устройства, в него введены электрохимический модулятор света и согласующий элемент, включенные последовательно между шиной нулевого потенциала и нормально разомкнутым контактом переключателя, компенсирующий и рабочий фоторезисторы, одни выводы которых соединены с разнополярными выводами соответствующих введенных источников опорных напряжений, а другие выводы связаны со входом усилителя постоянного тока, и источник света, оптически связанный с компенсирующим фоторезистором непосредственно, а с рабочим фоторезистором через электрохимический модулятор света.

525118

Фх

Составитель Ю. Козлов

Техред 0. Луговая

Корректор Н. Бугакова

Редактор Н. Каменская

Заказ 5091 591 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт.свид. СССР У 298925, кл. G 06 g 7/18

1970 г.

2. Кори Г., Кори Т. Электронные аналоговые и аналого- цифровые вычислительные машины.

Часть 2. "Мир", М., 1968

3. Розенблата М.А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники. "Наука", М,, Ь 1974 г., тр. 600 — 601.