Дифференцирующее устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23,02,76 (21) 2327148/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.10.77. Бюллетень № 3 (453 Дата опубликования описания 14.11.77 (11 57754О (51) М, Кл.

С 06 Ст 7/18

Государственный квинтет

Совета Мнннстров СССР по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 681.335 (088.8 ) B„Д, Михотин,Б. В. Чувыкин, Э. К. Шахов и В. М. Шляндин (72) Авторы изобретения

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) ДИФФЕРЕН11ИРУЮШЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области автоматики и аналоговой вычислительной техники.

Известны дифференцирующие устройства, использующие интеграторы для получения производных или приращений. В ряде этих устройств производная вычисляется методом неявной функции, интегратор в этом случае размещается в цепи обратной связи дифференцируюшего контура Pl) . Этим. устрой-. ствам свойственна плохая фильтрация шумов, 10 действующих у верхней границы: дифферен-! цируемых частот, Наиболее близким к изсбретению по технической сущности является дифференцируюшее устройство, содержащее два интегра- 15 тора 2) .

На интеграторах накапливаются "скользящие" средние значения входного сигнала, вычисленные для соседних отрезков времени, смещенных на время задержки, Разность о интегральных значений сигнала соответствует производной, К недостаткам устройства следует отнести, во-первыхт неточность определения среднего значенпя на интервале 4 -Т„ .1., 2 обусловленную, с одной стороны, неточностью выполнения операции интегрирования, а с другои — сложностью создания точных аналоговых линий задержки; во-вторых, наличие аддитивной составляющей погрешности, обусловленной первоначальным зарядом емкости интегратора, возникающим при включении схемы.

11елью изобретения является повышение точности дифференцирования и упрощения устройства.

Достигается это тем, что в устройство введены две аналоговые запоминающие ячейки, подключенные к выходам соответствующих интеграторов, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами аналоговых запоминающихячеек, первые входы интеграторов подключены к источнику дифференцируемого напряжения, вторые входы интеграторов подключены к выходу первой анапоговой запоминающей ячейки, третий вход второго интегратора подкпючен к выходу второй аналоговой запоминающей ячейки.

577540

3 4

На чертеже дана функциональная схема устройства, В ее состав входят интеграторы 1, 2, аналоговые запоминающие ячейки 3, 4, генератор 5 тактовых импульсов, источник 6 дифференцируемого напряжения.

Устройство работает следующим образом, Й конце каждого такта преобразования, совпадающего с шагом дискретизации, задаваемого генератором 5, аналоговые запоминающие ячейки 3, 4 запоминают выходные на- p пряжения интеграторов. Напряжение на интеграторе 1 к концу g, -ого такта будет равно и

Г ъэ ъа " (и Гп 7 )л(1)16

V(n-Ö где - номер такта, Я =1,2...., Я 0 -постоянная интегрирования.

При условии kd = Т

Т формула изобретения и — Ц.„д . (2)

Т(л-il

Напряжение на интеграторе 2 к концу и -го такта будет .равно

« г Т(и-i)"Г(и-t) V(n-2) 30

Из выражения (3) следует, что предлаИсточники .информации, принятые во внимание при зкспертизе:

1. Патент США № 3710234, кл. Cj 01 Я 19/12, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 316098, М, кл. Я 06 Q 7/18, 1970. гаемое устройство выполняет операцию дифференцирования со сглаживанием. Введение новой совокупности признаков позволяет повысить точность дифференцирования и упростить схему, Повышение точности достигается, во-первых, за счет того, что.в предлагаемом устройстве первоначальные заряды емкости интегратора, возникающие при включении схемы, и аддитивные составляющие аналого. вой запоминающей ячейки, отрабатываются, в один такт (за счет обратной связи), в то время как у .устройства-протбтипа аналогичные явления вызывают весьма существенную по величине аддиа ивяную составляющую погрешности, ликвидация которой достигается путем усложнения схемы (введение схемы установления начальных условий интеграторов); во-вторых, предлагаемое устройство не содержит аналоговых линий задержки, что значительно способствует повышению точности дифференцирования, . в-третьих, в предлагаемом устройстве точность определения среднего значения входной величины за интервал времени Т определяется стабильностью суммирующих резисторов интегратора и не зависит от значения интегрирующей емкости, тогда как в устройстве-прототипе такая зависимость имеет место.

Преимушество предлагаемого устройства особенно ярко проявляется при работе в области .. низких и инфранизких частот.

Дифференцирующее устройство, содержащее два интегратора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности дифференцирования и упрощения устройства, в него введены две аналоговые запоминающие ячейки, подключенные к выходам соответствующих интеграторов, и

Генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами анаJIoFoBbIx запоминающих ячеек, первые входы интеграторов, подкпючены к источнику дифференцируемоГо напряжения, вторые входы интеграторов подключены к выходу первой аналоговой: .запоминающей ячейки, третий вход второго интегратора подключен к выходу второй аналоговой запоминающей ячейки.

Составитель Г. Осипов

Редактор Е. Гончар Техред А, Богдан Корректор М. ДемчикЗаказ 4186/36 Тираж 818 Подписное

КНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по дедам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уд. Прсектлая, 4