Дифференциатор напряжений

 

(61) Д оттолннтельное к авт. свиа-ву(23) Закалено 050576 (21) 2358632/18-24 (оа) N. Кл. с прнсоет1нненнеае заявки Я (23) Приоритет

G 06 & 7/18

Геераретееннцй некнтат

Веаата Мнннетреа ПССР

Ns .раав наееретеннй н етнрктнй (чЗ) Опубликовано 050278,Баоллетень М 5 (53) УДК

681.335(088.8) (45) Дата опубликования оеапсання 20.01.78 (72) Двтор изобретения

В.Ф. Ермаков

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (54) ДИФФЕРЕНЦИАТОР НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для дискретного дифференцирования аналоговых сигналов в устройствах автоматики.

Известны дифференциаторы, работа которых основана на взятии приращений напряжений на определенном интервале времени.

В дифференциаторе (1 1 при вычислеHHH приращения используются диодноконденсаторные запоминающие ячейки, управляемые от ключей. Однако приращения могут быть получены лишь на участках быстрого измерения напряжений, что ограничивает рабочий диапазон.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дифференциатор напряжений (2 ), содержащий операционные усилители, соединенные неинвертирующими входами с входом дифференциатора. Выходы первого и второго операционных усилителей через соответствующие разделительные диоды, включенные встречно-параллельно, подключены к одной из обкладок первого запоминающего конденсатора, другая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала. Выходы третьего и четвертого операционных усилителей через соответствующие разделительные диоды, включенные встречно-параллельно, подключены к одной нз обкладок второго запоминающего конденсатора, другая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, Выход генератора прямоугольных импульсов связан с единичным входом триггера.

Недостатком устройства является ог»

10 раниченный динамический диапазон.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона дифференциатора.

Цель достигается тем, что предложенный дифференциатор содержит последовательно включенные первый элемент задержки и инвертор, выход которого связан с инвертирующими,входами первого и второго операционных усилителей, gg а вход первого элемента задержки подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов,и второй элемент задержки, подключенный к прямому выходу триггера. Первый запоминающий конденсатор подключен к инвертирующим входам третьего и четвертого операционных усили.телей. Инверсный выход. триггера подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилителя и неинверЗО тирующему входу четвертого операцион-:

591871 ного усилителя. Выход второго Элемеета задержки связан с нулевым входом триггера.

Функциональная схема дифференциатора представлена иа чертеже.

Он содержит операционные усилители. 1-4, запоминающие «ондвнсаторы 5,6, генератор 1 прямоугольных импульсов, триггер 8, элементы задержки 9, 10, инвертор ll и разделительные диоды 1215. !

УстройствО работает >.следующим обра« эом.

Лнфференцируемое напряжение 0 пос;тупает на инвертирующие входы усилите-: ля. Триггер 8 находится i,ñîñòoÿíèè, когда напряжение имеется на вго прямом выходе. Это напряжение приложено ко входам смещения усилителей 3 и 4, в результате напряженке на конденсаторе 6 поддерживается постоянным и 20 равным значению, накопленному в пре» дыдущем такте генератора 7.

Во время очередной паузы генерато-ра 7,которая начинается в момент 4 на выходе инвертора 11 появляется на" йя пряжение,запирающее диоды 12 и 13. В результате на конденсаторе 5 напряжение U (С,) запоминается и поддерживает" ся в течение всей паузы генератора.На . выходах усилителей З.и 4 выделяется в это время приращение входного напряжения U>„=U-U(t ) (без учета смещенно го напряжения этоох усилителей).

Появление импульса генератора 1 (в момент t< ) приводит к срабатыванщо 36 триггера 8, который снимает напряже- . ние смещения со входов усилителей 3 и 4. При этом через один иэ открывшихся диодов (14 или 15) быстро заряжа-. ется конденсатор 6 до значения U » .

С задержкой времени триггер возвращается в исходное состояние (в момент

) и запирает диоды 14 и 15. При этом на конденсаторе 6 запоминается напряжение 0 „,„О(1з)-0Ы ), равное ри" ращению напряжения на интервале 11-t1,;,4 : длительность интервала аВ =tn+З (t„длительность . паузы генератора 7) .

В момент времени t» срабатывает ин«„ вертор li и снимает напряжение смещения со входов усилителей 1 и 2,что приводит к уменьшению до нуля напряжений на выходах 3 и 4 усилителей (беэ учета смещающего напряжения этих усилителей).

Аналогичная операция повторяется 56 в каждом такте генератора 7, причем каждый раз на выходе появляется на. пряжение, равное приращению hU диф ференцируемого напряжения на единичном интеРвале ЬС tz+ С, Аналогично работает дифференциатор при уменьшении входного напряжения U а также при его отрицательных значениях. Для обеспечения работоспособности устройства при любых изменениях напряжения диодно-емкостные ячейки снабжены входными цепями заряда и pasряда.

Формула изобретения

Лиффвренциатор напряжений, содержащий операционные усилители, соединенные неинвертирующими входами с входом дифференциатора, выходы первого и вто« рого. операционных усилителей через соответствующие разделительные диоды, включенные встречно-параллельно, подключены к одной из обкладок первого запоминающего. конденсатора, другая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, выходы третьего и чет-, вертого операционных усилителей через соответствующие:разделительные диоды, вкйоченные встречно-параллельно, подключены к одной из обкладок второго запоминающего конденсатора, другая обкладка которого-соединена с:шиной нулевого потенциала, :и .гейератор прямоугольных импульсов, -Внхюд. кОторогб связан с единичным-.входом триггера, о т л и ч а ю шийся. . Тем, .что, с целью расширения..динамического диапазона, дифференциатор. содержит последовательно включенные первый элемент задержки и инввртор, выход которого связан с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, а вход первого элемента задержки подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, и второй элемент задержки, подключенный к прямому входу триггера; причем первый запоминающий конденсатор подключен к иннертирующим входам треть его и четвертого операционных усилителейу инверсный выход триггера подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилителя и неинвертирукщему входу четвертого операционного усилителя! выход второго элемента задержки связан с нулевым входом триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство CCCP

М, 449345, кл. 6 06 G 7/18, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

В 524189 кл. G Об С 7/12, 1975 .

591871

Составитель Г. Осипов

Техред З.Фанта Корректор Е.Папи

Редактор Л.утехина

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

Заказ 593/43 Тираж 826 Подписное

ЦНИИЛИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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