Дифференцирующий фильтр

 

(á83450

ОП ИСАКИЙ

ИЗОЬРИтИНИЯ

Сотоз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.03.76(21) 2332172/18-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05,12.77. Бюллетень №4 (45) Дата опубликования описания 20.12.77 (51) М. Кл.

606 6 7/18

Государственный комитет

Совета Мнннотров СССР аа делам нэооретеннй и аткрвтнй (53) УДК681.335 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н. Е. Болгов, С. g. Лутов, А, А, Снегур, Ю. К. цыганков и P. Б. Чернобай

Ордена Ленина институт кибернетики АН УССР (71) Заявитель (54) ЙИФФЕРЕН БИРУЮЩИЙ ФИЛЬтр

Изобретение относится к автоматике и вычислиаельной технике и может быть использовано в адаптивных системах управления и специализированных вычислитель» ных Машинах. 5

Известны дифференцирующие фильтры, основанные на периодическом вь1числении приращения входного сигнала, Один из них содержит дифференпируюший усилитель, подключенный к интегратору, и 1О ключи в цепях обратной связи усилителей

И

Его недостатком явлиегся ограниченная точность и отсутствие регулируемого сглаживания так как после каждого такта пере- 15 т записи выходной сигнал сбрасывается в нуль.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дифференпирующий фильтр, содержащий первый усили- 20 тель с подключенным к его входу первым масштабирующим резистором, первый переключатель, соединенный с выходом усилителя, первый аналоговый запоминающий блок, вход которого связан с замыкающим Ю контактом первого первкпючатепя,а выход с входом первого усипитепя, и второй масштабирующий резистор, включенный между размыкающим. контактом первого пе екпючатеas и вхоцом первого усилителя(2 .

Однако это устройство имеет ограниченные функциональные возможности из-за того, что поспе кажцой перезаписи прецыцущее значение приращения сбрасывается в нупь и, таким образом, отсутствует возможность попучения необходимых фипьтруюших свойств.

Бель: изобретения — обеспечение регулировки передаточной функции в широких пределах достигается тем, что цифференцирующий фипьтр допопнитепьно содержит второй усипитепь с третьим масштабирующим резистором, подключенным к его входу, второй переключатепь, соециненный с выхоцом второго усипитепя, второй аналоговый запоминающий блок, вход которого связан с размыкающим контактом второго переключателя, а выход — с входом второго усилителя, четвертый масштабируюший резистор, включенный межцу замыкающим контактом второго перекпючатепя и входом второго усилителя, тре583450

V„(4) - -кх„() 50

55 гий и четвертый перекпючагепи и включенный межцу ними переменный масшгабирующий резистор, при этом замыкающий контакт третье

I го перекпючатепя соединен с входом первого усилителя, а размыкающий - с входом sropo-< го усипигеля, размыкающий контакт чегвергогд перекпючатепя соецинен с размыкающим контактом первого перекпючагепя, а замыкающий контакт- с замыкающим контактом втор го перекпючагепя первый к третий масшгаби-/ 0 рующие резисторы поцкпючены к входу фйпь1 ра, а общий вывоц переменного масштабирующего резистора и четв ртого перекпючатепя явпаегся выходом фильтра.

На чертеже предсгавпена схема прецпоженного дифференцирующего фильтра.

Усгройс.гво содержит усилители 1, 2 аналоговые запоминающие блоки 3,4 переклю чагепи 5-8, масшгабирующие резисторы 912, переменный масштабирующий резистор 13 О

Фильтр работает следующим образом.

В исходном положении переключателей блок 3 хранит предыдущее значение функции, а блок 4 отслеживает текущее значение алгебраической суммы входного и 25 выходного сигналов

Х +Ц1 — +1 =О 211 19Я 4

На следующем шаге после переключения переключателей 5»8 в режим слежения пере 30 водится верхняя часть схемы с блоком 3, нижняя часть схемы работает в режиме считывания, в котором ток с выхода блока

4 остается неизменным, равным его значению в конце предыдущего шага. 35 выходной сигнал устройства считывается через контакт перекпючагепя 8 с выхода усилителя 2 .и определяется выражением .

Ц () = «(х (е)Р + 141) Я5

40 где X>(t) - входной сигнал на втором шаге работы устройства; выходной ток блока 4, пропорциональный запомненному на пер-14«5 вом шаге значению.

Учитывая, что 14= — KX получим

g<(+) — к(x>(+) -(1-ас.) хй), где

„. ПЮ 24 40 Щ

9 11 15 И

На следующем шаге после очередного срабатывания переключателей 5-8 выход иой сигнал у (+), поступающий с выхода усилителя 1, будет определяться выражением

qz(t)=-ajar>(t) -(-cC.)x> -(1-W)xZaL), которое может быть выведено аналогично.

Общее выражение для алгоритма, реализуемого в предлагаемом устройстве, имеет вид

Ч К)= — (К{Х„(Ч-Х ) — d. „1Ä=

=-М(Х (4)-fi-А) х.с J (ф)

e=f а-1-1 (11 = (,2,...; ц =О;д >О)

При 4 О формула (1) принимает вид

I у„() = -к(х„(1) — X,.), T. е. устройство работает аналргично известному.

При 0(. 1 устройство является линейным звеном.

При О < с (1 устройство является дис кретным дифференциатором с регулируемым сглаживанием, При с(;>1 устройство имеет зкспоненциально расходящуюся (неустойчивую) импульсную переходную функцию.

Следовательно, фйльгр пригоден также и для реализации показательных функций.

Формула изобретения

Дифференцирующий фильтр, содержащий первый усилитель с подключенным к его ходу первым масшгабирующим резистором,, )ервый переключатель, соединенный с выходом усилителя, первый аналоговый эапо» минающий блок, вход которого связан с замыкающим контактом первого переключа теля, а выход — с входом первого усилителя, и второй масштабируюший резистор, включенный между размыкающим KoHTBKTQM первого переключателя и входом первого усилителя, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулировки передаточной характеристики фйльтра в широ ких пределах, дифференцирующий фильтр дополнительно содержит второй усилитель ! с третьим масшгабируюшим резистором, подключенным х его входу, второй переключатель, соединенный с выходом второго усилителя, второй аналоговыми запоминающий блок, вход которого связан с раэмыкаюшим контактом второго переключателя, а выход - с входом второго усилителя, четвертый масштабируюший резистор, включенный между замыкающим контактом второго переключателя и входом второго усилителя, третий и четвертый переключатели, и, включенный между ними переменный масштабируюший резистор, при этом замыкаюший контакт третьего переключателя соединен с входом первого усилителя, а размыкаюший - с входом второго усилителя, раз583450

Составитель A. Маслов

Редактор Г. Марковская Техред Н. Бабурка. Корректор!С. Шекмар

Заказ 4896/55 Тираж 818 Подписнбе

1ЛНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

3, 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 мыкающий контакт четвертого переключателя соединен с размыкающим контактом первого переключателя, а замыкающий контакт - с замыкающим контактом второго переключателя; первый и третий масщтабиS рующие резисторы подключены к входу фильт,ра, а общий вывод переменного масштабируб ющего резистора и четвертого переключа,теля является выходом фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе:

1, Авторское свидетельство СССР

Pk 298925> кл. 9 05 В 13/02, 1969.

2, Заявка №21071 94/24,кл.5 06 G 7/18, 975>ïo которой принято решение о выда- яе авторского свидетельства.